Змочування - студопедія

З практики відомо, що крапля води розтікається на склі і приймає форму, зображену на рис. 98, в той час як ртуть на тій же поверхні перетворюється в декілька сплюснутую краплю (рис. 99). У першому випадку говорять, що рідина змочує тверду поверхню, у другому - не змочується її. Змочування залежить від характеру сил, що діють між молекулами поверхневих шарів дотичних середовищ. Для смачивающей рідини сили тяжіння між молекулами рідини і твердого тіла більше, ніж між молекулами самої рідини, і рідина прагне збільшити поверхню зіткнення з твердим тілом. Для несмачіваемих рідини сили тяжіння між молекулами рідини і твердого тіла менше, ніж між молекулами рідини, і рідина прагне зменшити поверхню свого зіткнення з твердим тілом.

До лінії зіткнення трьох середовищ (точка Про є її перетин з площиною креслення) прикладені три сили поверхневого натягу, які спрямовані по дотичній всередину поверхні зіткнення відповідних двох середовищ (рис. 98 і 99). Ці сили, віднесені до одиниці довжини лінії зіткнення, дорівнюють відповідним поверхневого натягу s12, s13, s23. Кут qмежду дотичними до поверхні рідини і твердого тіла називається крайовим кутом. Умовою рівноваги краплі (рис. 98) є рівність нулю суми проекцій сил поверхневого натягу на напрямок дотичної до поверхні твердого тіла, т. Е.

З умови (67.1) випливає, що крайовий кут може бути гострим або тупим в залежності від значень × s13 і s12. Якщо s13> s12, то cos q> 0 і кут q- гострий (рис. 98), т. Е. Рідина змочує тверду поверхню. якщо s13

Якщо умова (67.2) не виконується, то крапля рідини 2 ні при яких значеннях qне може перебувати в рівновазі. Якщо s13> s12 + s23. то рідина розтікається по поверхні твердого тіла, покриваючи його тонкою плівкою (наприклад, гас на поверхні скла), - має місце повне змочування (в даному випадку q = 0). Якщо s12> s13 + s23. то рідина стягується в кульову краплю, в межі маючи з нею лише одну точку дотику (наприклад, крапля води на поверхні парафіну), - має місце повне іесмачнвавяе (в даному випадку q = p).

Змочування і незмочування є поняттями відносними, т. Е. Рідина, змочує одну тверду поверхню, не змочує іншу. Наприклад, вода змочує скло, але не змочує парафін; ртуть не змочується скло, але змочує чисті поверхні металів.

Явища змочування і несмачіванія мають велике значення в техніці. Напри заходів, в методі флотаційного збагачення руди (відділення руди від порожньої породи) її, дрібно роздроблену, збовтують в рідини, що змочує пусту породу і не смачивающей руду. Через цю суміш продувається повітря, а потім вона відстоюється. При цьому змочені рідиною частки породи опускаються на дно, а крупинки мінералів «прилипають» до бульбашок повітря і спливають на поверхню рідини. При механічній обробці металів їх змочують спеціальними рідинами, що полегшує і прискорює обробку.