1. Модель рідкого стану

Рідина займає проміжне положення між твердим тілом і газом. Про це свідчать властивості рідини. Наприклад, рідини так само, як і гази, не мають форми, але, подібно до твердих тіл, мають влас ний об'єм і погано стискаються. Спостережувані властивості ріди ни дозволили побудувати її модель, а потім використати цю модель для прогнозування і пояснення нових властивостей.

Розташування частинок у рідинах має певний порядок. Однак цей порядок спостерігається лише на невеликих відстанях (2-3 мо лекулярні шари). Тому говорять, що

^ в розташуванні молекул у рідині існує лише ближній порядок.

На відміну від твердих тіл, рідини мають таку властивість, як текучість. Це пояснюється тим, що молекули рідини можуть пе реміщатися з одного місця в інше.

2. Поверхневий натяг рідин

Спостереження показують, що поверхня рідини під дією моле кулярних сил мимовільно скорочується. Це можна бачити на та ких прикладах: кульова форма краплі роси на листі, злиття двох малих крапель в одну внаслідок їх зіткнення, досліди з мильними плівками та ін. Куля має мінімальну поверхню за заданого об'єму,

факти утворення кульової форми рідини або злиття двох крапель в одну свідчать про мимовільне скорочення поверхні рідини в про цесі її переходу в рівноважний стан.

Пояснення кулястої форми крапель полягає в тому, що ріди на прагне зменшити площу своєї поверхні, а з усіх тіл із заданим об'ємом найменшу площу поверхні має куля.

^ Прагнення рідини зменшити площу своєї поверхні називаєть ся поверхневим натягом.

Молекули на поверхні рідини перебувають в особливих умовах порівняно з молекулами її внутрішніх шарів. Усередині рідини су марна сила притягання, що діє на молекулу з боку сусідніх моле кул, дорівнює нулю.

Молекули поверхневого шару рідини притягуються лише моле кулами внутрішніх шарів. Молекули, що перебувають на поверхні, під дією сумарної сили притягання втягуються всередину рідини. На поверхні залишається таке число молекул, за якого площа по верхні рідини виявляється мінімальною за того самого об'єму.

Молекули поверхневого шару чинять молекулярний тиск на рі дину, стягуючи її поверхню до мінімуму.

Щоб витягти молекулу з рідини, потрібно подолати притя гання інших молекул, тобто здійснити позитивну роботу, а отже, збільшити енергію молекули.

Таким чином, потенційна енергія молекули на поверхні ріди ни більша, ніж потенційна енергія молекули в товщі рідини. А це означає, що молекули поверхневого шару мають надлишкову енер гію порівняно з молекулами в товщі рідини. Цю енергію називають поверхневою енергією.

^ Поверхнева енергія — це надлишкова потенційна енергія моле кул поверхневого шару рідини.

Поверхнева енергія Е_пі пропорційна площі 5 вільної поверхні рідини: Е_і1і =о"5'. Величину о називають коефіцієнтом поверхне вого натягу рідини.

3. Змочування

Зануримо який небудь предмет у рідину й витягнемо його на зад. Відбудеться одне з двох: або предмет стане «мокрим», укритим крапельками рідини, або залишиться «сухим». У першому випад ку, витягуючи предмет з рідини, ми, мабуть, відриваємо частинки рідини одну від одної; у другому — частинки рідини від частинок твердого тіла. Це пояснюється відмінностями в силах зчеплення.

^ Якщо сили зчеплення частинок рідини й твердого тіла більші

за сили зчеплення частинок рідини, рідину називають змочую

чою це тверде тіло. ^ Якщо сили зчеплення частинок рідини й твердого тіла менші

за сили зчеплення частинок рідини, — незмочуючою це тіло.

Явище змочування використовують у склеюванні, паянні, фар буванні тіл, змащуванні тертьових деталей. Широко застосовуєть ся воно у флотаційних процесах (збагаченні руд цінною породою).

Явище змочування необхідно враховувати, конструюючи кос мічні апарати, тому що в стані невагомості змочувальна рідина роз тікається по стінках посудини, у якій перебуває, а незмочувальна збирається великою краплею всередині посудини.

Запитання до учнів під час викладу нового матеріалу

1. Наведіть приклади, що підтверджують існування поверхневого натягу.

2. Чому площа вільної поверхні рідини є мінімальною?

3. Наведіть приклади змочування і незмочування.

4. Чи мають мастильні рідини змочувати тертьові деталі?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ 1. Учимося розв'язувати задачі

1. Поясніть походження народної приказки: «Як з гуски вода».

2. Космонавт у стані невагомості відкорковує дві скляні пробірки: одну з гасом, другу — із ртуттю. Як поведуться рідини?