درس با موضوع "کشش سطحی". نحوه اندازه گیری کشش سطحی کشش سطحی چیست

مقاله به روز شده: 2019/12/29

کشش سطحی آب یکی از جالب ترین خواص آب است.

نمونه هایی از کشش سطحی آب

برای درک بهتر کشش سطحی آب، در اینجا برخی از تظاهرات آن در زندگی واقعی آورده شده است:

• وقتی می بینیم که به جای ریختن آب از نوک شیر آب می چکد، این همان کشش سطحی آب است.
• هنگامی که یک قطره باران در حین پرواز شکل گرد و کمی کشیده به خود می گیرد، این همان کشش سطحی آب است.
• وقتی آب روی یک سطح ضد آب شکل کروی به خود می گیرد، این کشش سطحی آب است.
• امواجی که هنگام وزش باد بر سطح آب‌ها به وجود می‌آیند نیز جلوه‌ای از کشش سطحی آب است.
• آب در فضا به دلیل کشش سطحی شکل کروی به خود می گیرد.
• حشره واتر استریدر به لطف همین خاصیت آب روی سطح آب می ماند.
• اگر یک سوزن با دقت روی سطح آب قرار گیرد، شناور می شود.
• اگر مایعات با چگالی و رنگ های مختلف به طور متناوب در لیوان ریخته شوند، خواهیم دید که با هم مخلوط نمی شوند.
• حباب های صابون رنگین کمانی نیز مظهر شگفت انگیز کشش سطحی هستند.

کشش سطحی - چند تعریف دقیق

دایره المعارف بزرگ پزشکی

کشش سطحی (P. n.) نیروی جاذبه ای است که با آن هر بخش از لایه سطحی (سطح آزاد یک مایع یا هر رابط بین دو فاز) بر روی قسمت های مجاور سطح اثر می گذارد. فشار داخلی و P. n. لایه سطحی مایع مانند یک غشای کشیده الاستیک رفتار می کند. با توجه به ایده توسعه یافته توسط Chap. arr لاپلاس (لاپلاس)، این ویژگی سطوح مایع به «نیروهای جاذبه مولکولی بستگی دارد که با فاصله به سرعت کاهش می‌یابند. در داخل یک مایع همگن، نیروهای وارد بر هر مولکول از مولکول های اطراف آن به طور متقابل متعادل می شوند. اما در نزدیکی سطح، حاصل نیروهای جاذبه مولکولی به سمت داخل هدایت می شود. تمایل دارد مولکول های سطحی را به داخل قسمت عمده مایع بکشد. در نتیجه، کل لایه سطحی، مانند یک فیلم کشیده الاستیک، فشار بسیار قابل توجهی بر جرم داخلی مایع در جهت عادی به سطح وارد می کند. طبق محاسبات، این "فشار داخلی" که کل جرم مایع در زیر آن قرار دارد، به چند هزار اتمسفر می رسد. در سطح محدب افزایش و در سطح مقعر کاهش می یابد. به دلیل تمایل انرژی آزاد به حداقل، هر مایعی تمایل دارد شکلی به خود بگیرد که در آن سطح آن - محل عمل نیروهای سطحی - کمترین مقدار ممکن را داشته باشد. هر چه سطح مایع بزرگتر باشد، هر چه سطح لایه سطحی آن بیشتر باشد، میزان انرژی سطح آزاد آزاد شده در طول انقباض آن بیشتر خواهد بود. کششی که با آن هر بخش از فیلم سطح منقبض بر روی قسمت های مجاور (در جهت موازی با سطح آزاد) اثر می گذارد، کشش کششی نامیده می شود. برخلاف کشش الاستیک بدن کشیده شده الاستیک، P. n. با فشرده شدن لایه سطحی ضعیف نمی شود. ... کشش سطحی برابر با کاری است که باید انجام شود تا سطح آزاد مایع به یک اندازه افزایش یابد. P. n. در مرز مایع با گاز (همچنین با بخار خود)، با مایع غیرقابل اختلاط دیگر یا با جسم جامد مشاهده می شود. به همین ترتیب، یک جسم جامد دارای P. n است. در سطح مشترک با گازها و مایعات. بر خلاف P. n.، یک مایع بریده شده (یا جسم جامد) در سطح آزاد خود، در مرز یک محیط گازی، کشش در مرز داخلی دو فاز مایع (یا مایع و جامد) دارد، تعیین یک اصطلاح خاص راحت است. در ادبیات آلمانی، اصطلاح "تنش مرزی" (Grenzflachenspannung) به کار گرفته شده است. اگر ماده ای در مایع حل شود که P آن را کاهش دهد. n.، سپس انرژی آزاد نه تنها با کاهش اندازه سطح مرزی، بلکه از طریق جذب نیز کاهش می یابد: یک ماده فعال سطحی (یا مویرگی فعال) با غلظت افزایش یافته در لایه سطحی جمع آوری می شود.
…

دایره المعارف بزرگ پزشکی 1970

همه موارد فوق را می توان به این ترتیب خلاصه کرد - مولکول هایی که روی سطح هر مایعی از جمله آب هستند، توسط بقیه مولکول های داخل مایع جذب می شوند و در نتیجه کشش سطحی ایجاد می شود. ما تأکید می کنیم که این یک درک ساده از این ویژگی است.

ضریب کشش سطحی - تعریف

فرهنگ لغت توضیحی اصطلاحات پلی تکنیک

ضریب کشش سطحی - چگالی خطی نیروی کشش سطحی روی سطح یک مایع یا در سطح مشترک بین دو مایع غیرقابل اختلاط.

فرهنگ لغت توضیحی اصطلاحات پلی تکنیک. گردآوری شده توسط: V. Butakov, I. Fagradyants. 2014

در زیر مقادیر ضریب کشش سطحی (C.T.S.) برای مایعات مختلف در دمای 20 درجه سانتیگراد را ارائه می دهیم:

• K. p. n. استون - 0.0233 نیوتن / متر؛
• K. p. n. بنزن - 0.0289 نیوتن / متر؛
• K. p. n. آب مقطر - 0.0727 نیوتن / متر؛
• K. p. n. گلیسیرین - 0.0657 نیوتن / متر؛
• K. p. n. نفت سفید - 0.0289 نیوتن / متر؛
• K. p. n. جیوه - 0.4650 نیوتن / متر؛
• K. p. n. اتیل الکل - 0.0223 نیوتن / متر؛
• K. p. n. اتر - 0.0171 نیوتن / متر.

ضرایب کشش سطحی آب

ضریب کشش سطحی به دمای مایع بستگی دارد. ما مقادیر آن را در دماهای مختلف آب ارائه می کنیم.

مفهوم کشش سطحی

کشش سطحیمشخصه ترمودینامیکی سطح مشترک نامیده می شود که به عنوان کار تشکیل همدما برگشت پذیر یک واحد سطح از این سطح تعریف می شود. برای یک مایع، کشش سطحی به عنوان نیرویی در نظر گرفته می شود که در واحد طول کانتور سطح اعمال می شود و تمایل دارد سطح را برای حجم های فاز معین به حداقل کاهش دهد.

روغن یک سیستم پراکنده روغن است که از یک فاز پراکنده و یک محیط پخش تشکیل شده است.

سطح یک ذره از یک فاز پراکنده (به عنوان مثال، یک همبسته از آسفالتین ها، یک گلوله آب و غیره) مقداری انرژی سطح آزاد اضافی دارد. اف س، متناسب با مساحت رابط اس:

ارزش σ را می توان نه تنها به عنوان انرژی سطح ویژه، بلکه به عنوان نیروی اعمال شده به یک واحد طول کانتور که سطح را محدود می کند، در امتداد این سطح عمود بر کانتور هدایت می شود و تمایل به انقباض یا کاهش این سطح دارد. این نیرو نامیده می شود کشش سطحی.

عمل کشش سطحی را می توان به عنوان مجموعه ای از نیروها تجسم کرد که لبه های سطح را به سمت مرکز می کشد.

طول هر فلش بردار بزرگی کشش سطحی را منعکس می کند و فاصله بین آنها با واحد پذیرفته شده طول کانتور سطح مطابقت دارد. به عنوان یک بعد کمیت σ هر دو [J/m 2 ] = 10 3 [erg/cm 2 ] و [N/m] = 10 3 [dyne/cm] به یک اندازه استفاده می شوند.

در نتیجه عمل نیروهای کشش سطحی، مایع تمایل به کاهش سطح خود دارد و اگر تأثیر گرانش زمین ناچیز باشد، مایع به شکل یک توپ با حداقل سطح در واحد حجم می‌شود.

کشش سطحی برای گروه های مختلف هیدروکربن ها متفاوت است - حداکثر برای آروماتیک و حداقل برای پارافین. با افزایش وزن مولکولی هیدروکربن ها افزایش می یابد.

بیشتر ترکیبات هترواتمی با داشتن خواص قطبی، کشش سطحی کمتری نسبت به هیدروکربن ها دارند. این بسیار مهم است، زیرا وجود آنها نقش مهمی در تشکیل امولسیون های آب-نفت و گاز-نفت و در فرآیندهای بعدی تخریب این امولسیون ها دارد.

پارامترهای موثر بر کشش سطحی

کشش سطحی اساساً به دما و فشار و همچنین به ترکیب شیمیایی مایع و فاز در تماس با آن (گاز یا آب) بستگی دارد.

با افزایش دما، کشش سطحی کاهش می یابد و در دمای بحرانی برابر با صفر می شود. با افزایش فشار، کشش سطحی در سیستم گاز مایع نیز کاهش می یابد.

کشش سطحی فرآورده های نفتی را می توان با محاسبه با استفاده از رابطه زیر بدست آورد:

محاسبه مجدد σ از یک دما T0به دیگری تیمی توان با توجه به نسبت انجام داد:

مقادیر کشش سطحی برای برخی از مواد.

موادی که افزودن آنها به مایع باعث کاهش کشش سطحی آن می شود نامیده می شوند سورفکتانت ها(سورفاکتانت).

کشش سطحی روغن و فرآورده های نفتی به مقدار اجزای فعال سطحی موجود در آنها (مواد رزینی، نفتنیک و سایر اسیدهای آلی و غیره) بستگی دارد.

فرآورده های نفتی با محتوای کم اجزای فعال سطحی دارای بالاترین مقدار کشش سطحی در مرز با آب هستند، با محتوای بالا - کمترین.

فرآورده های نفتی به خوبی تصفیه شده دارای کشش سطحی بالایی در سطح مشترک با آب هستند.

کاهش کشش سطحی با جذب سورفکتانت ها در سطح مشترک توضیح داده می شود. با افزایش غلظت سورفکتانت اضافه شده، کشش سطحی مایع ابتدا به سرعت کاهش می یابد و سپس تثبیت می شود که نشان دهنده اشباع کامل لایه سطحی با مولکول های سورفکتانت است. سورفکتانت های طبیعی که کشش سطحی روغن ها و فرآورده های نفتی را به طور چشمگیری تغییر می دهند، الکل ها، فنل ها، رزین ها، آسفالتین ها و اسیدهای آلی مختلف هستند.

پدیده خیس شدن و مویرگی با نیروهای سطحی در فصل مشترک فاز جامد و مایع همراه است که فرآیندهای مهاجرت نفت در مخازن، افزایش نفت سفید و نفت در امتداد فتیله‌های لامپ‌ها و روغن‌گیرها و غیره بر آن استوار است.

تعیین تجربی کشش سطحی

روش های مختلفی برای تعیین تجربی کشش سطحی روغن ها و فرآورده های نفتی استفاده می شود.

روش اول (الف) بر اساس اندازه گیری نیروی لازم برای جداسازی حلقه از سطح مشترک بین دو فاز است. این نیرو با دو برابر نیروی محیط حلقه متناسب است. با روش مویرگی (ب) ارتفاع بالا آمدن مایع در لوله مویرگی اندازه گیری می شود. نقطه ضعف آن وابستگی ارتفاع افزایش مایع نه تنها به بزرگی کشش سطحی، بلکه به ماهیت خیس شدن دیواره های مویرگ توسط مایع مورد مطالعه است. یک تغییر دقیق تر از روش مویرگی، روش قطره آویزان (c) است که بر اساس اندازه گیری جرم قطره مایع جدا شده از مویرگ است. نتایج اندازه گیری تحت تأثیر چگالی مایع و اندازه قطره است و تحت تأثیر زاویه خیس شدن مایع روی سطح جامد قرار نمی گیرد. این روش امکان تعیین کشش سطحی در مخازن تحت فشار را فراهم می کند.

رایج‌ترین و راحت‌ترین روش برای اندازه‌گیری کشش سطحی، روش بیشترین فشار حباب‌ها یا قطره‌ها (r) است که با سادگی طراحی، دقت بالا و مستقل بودن تعیین از خیس شدن توضیح داده می‌شود.

این روش مبتنی بر این واقعیت است که وقتی یک حباب هوا یا قطره مایع از یک مویرگ باریک به مایع دیگری فشرده می شود، کشش سطحی σ در مرز مایعی که قطره در آن رها می شود، متناسب با بیشترین فشار لازم برای اکسترود قطره.

مایع یک حالت تجمعی از ماده است که حد واسط بین گاز و جامد است، بنابراین دارای خواص مواد گازی و جامد است. مایعات نیز مانند جامدات دارای حجم معینی هستند و مانند گازها شکل ظرفی را می گیرند که در آن قرار دارند. مولکول های گاز عملاً توسط نیروهای برهمکنش بین مولکولی به هم متصل نمی شوند. در این حالت میانگین انرژی حرکت حرارتی مولکول های گاز به دلیل نیروهای جاذبه بین آنها بسیار بیشتر از میانگین انرژی پتانسیل است، بنابراین مولکول های گاز در جهات مختلف پراکنده می شوند و گاز کل حجم ارائه شده به آن را اشغال می کند. .

در اجسام جامد و مایع، نیروهای جاذبه بین مولکول ها از قبل قابل توجه است و مولکول ها را در فاصله معینی از یکدیگر نگه می دارد. در این حالت، میانگین انرژی حرکت حرارتی آشفته مولکول ها کمتر از میانگین انرژی پتانسیل ناشی از نیروهای برهمکنش بین مولکولی است و برای غلبه بر نیروهای جاذبه بین مولکول ها کافی نیست، بنابراین جامدات و مایعات دارای مقدار مشخصی هستند. جلد.

تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس مایعات نشان داد که ماهیت آرایش ذرات مایع بین گاز و جامد است. در گازها، مولکول ها به طور تصادفی حرکت می کنند، بنابراین هیچ الگوی در آرایش متقابل آنها وجود ندارد. برای جامدات، به اصطلاح سفارش دوربرددر آرایش ذرات، یعنی. ترتیب منظم آنها، تکرار در فواصل طولانی. در مایعات، به اصطلاح سفارش کوتاه برددر آرایش ذرات، یعنی. ترتیب مرتب آنها، تکرار در فواصل قابل مقایسه با فواصل بین اتمی.

نظریه سیال تا به امروز به طور کامل توسعه نیافته است. حرکت حرارتی در یک مایع با این واقعیت توضیح داده می شود که هر مولکول برای مدتی در اطراف یک موقعیت تعادل خاصی نوسان می کند و پس از آن به موقعیت جدیدی می پرد که در فاصله ای از فاصله بین اتمی از موقعیت اولیه قرار دارد. بنابراین، مولکول های یک مایع به آرامی در سراسر جرم مایع حرکت می کنند و انتشار بسیار کندتر از گازها اتفاق می افتد. با افزایش دمای مایع، فرکانس حرکت نوسانی به شدت افزایش می یابد، تحرک مولکول ها افزایش می یابد که دلیل کاهش ویسکوزیته مایع است.

نیروهای جاذبه بر روی هر مولکول مایع از سمت مولکول‌های اطراف وارد می‌شوند و با فاصله به سرعت کاهش می‌یابند، بنابراین، با شروع از حداقل فاصله معین، می‌توان نیروهای جاذبه بین مولکول‌ها را نادیده گرفت. این فاصله (تقریباً 9-10 متر) نامیده می شود شعاع عمل مولکولی r , و یک کره شعاع r-حوزه عمل مولکولی

یک مولکول درون مایع را انتخاب کنید ولیو یک کره با شعاع به دور آن رسم کنید r(شکل 10.1). طبق تعریف کافی است که عمل روی یک مولکول معین را فقط مولکول هایی که در داخل کره هستند در نظر بگیریم.

شکل 10.1. عمل مولکولی نیروهایی که این مولکول ها بر روی مولکول اثر می کنند ولی،در جهات مختلف هدایت می شوند و به طور متوسط ​​جبران می شوند، بنابراین نیروی حاصله از مولکول های دیگر بر یک مولکول داخل مایع وارد می شود برابر با صفر. اگر مولکول، مثلاً مولکول، وضعیت متفاوت است AT،در فاصله ای از سطح قرار دارد rدر این مورد، کره عمل مولکولی فقط تا حدی در داخل مایع قرار دارد. از آنجایی که غلظت مولکول ها در گاز واقع در بالای مایع در مقایسه با غلظت آنها در مایع کم است، نیروی حاصل اف، به هر مولکول لایه سطحی اعمال می شود، برابر با صفر نیست و به داخل مایع هدایت می شود. بنابراین، نیروهای حاصل از تمام مولکول های لایه سطحی به مایع فشار وارد می کنند که نامیده می شود مولکولی(یا درونی؛ داخلی).فشار مولکولی روی جسمی که در یک مایع قرار می گیرد اثر نمی گذارد، زیرا به دلیل نیروهایی است که فقط بین مولکول های خود مایع عمل می کنند.

انرژی کل ذرات مایع مجموع انرژی حرکت حرارتی آشفته آنها و انرژی پتانسیل ناشی از نیروهای برهمکنش بین مولکولی است. برای حرکت دادن یک مولکول از عمق مایع به لایه سطحی، کار باید صرف شود. این کار با هزینه انرژی جنبشی مولکول ها انجام می شود و به سمت افزایش انرژی پتانسیل آنها می رود. بنابراین، مولکول های لایه سطحی مایع، انرژی پتانسیل بیشتری نسبت به مولکول های داخل مایع دارند. این انرژی اضافی که مولکول‌های لایه سطحی مایع دارند، نامیده می‌شود انرژی سطحی،متناسب با سطح لایه Δ است اس:

Δ دبلیو=σ Δ اس,(10.1)

جایی که σ – ضریب کشش سطحی، به عنوان چگالی انرژی سطحی تعریف می شود.

از آنجایی که حالت تعادل با حداقل انرژی پتانسیل مشخص می شود، مایع، در غیاب نیروهای خارجی، شکلی به خود می گیرد که برای یک حجم معین، حداقل سطح را داشته باشد، یعنی. شکل توپ با مشاهده کوچکترین قطرات معلق در هوا، می بینیم که آنها واقعاً شکل توپ دارند، اما به دلیل عمل نیروهای گرانش تا حدودی منحرف شده اند. در شرایط بی وزنی، یک قطره از هر مایعی (صرف نظر از اندازه آن) شکل کروی دارد که به طور تجربی در فضاپیما ثابت شده است.

بنابراین شرط تعادل پایدار یک مایع حداقل انرژی سطحی است. این بدان معنی است که مایع برای یک حجم معین باید کمترین سطح را داشته باشد، یعنی. مایع تمایل به کاهش سطح آزاد دارد. در این حالت، لایه سطحی مایع را می توان به یک فیلم الاستیک کشیده تشبیه کرد که در آن نیروهای کششی عمل می کنند.

سطح یک مایع را در نظر بگیرید که با یک کانتور بسته محدود شده است. تحت تأثیر نیروهای کشش سطحی (آنها به صورت مماس بر سطح مایع و عمود بر قسمتی از کانتور که روی آن عمل می کنند هدایت می شوند) سطح مایع منقبض شده و کانتور در نظر گرفته شده حرکت می کند. نیروهایی که از ناحیه انتخاب شده به مناطق مجاور وارد می شوند این کار را انجام می دهند:

Δ A=fΔ لΔ ایکس,

جایی که f=F/Δ ل -نیروی کشش سطحی، در واحد طول کانتور سطح مایع عمل می کند. مشاهده می شود که Δ لΔ ایکس= Δ اس, آن ها

Δ A=f∆S.

این کار با کاهش انرژی سطح انجام می شود.

Δ Α =Δ دبلیو

از مقایسه عبارات می توان دریافت که

یعنی ضریب کشش سطحی σ برابر با نیروی کشش سطحی در واحد طول کانتوری است که سطح را محدود می کند. واحد کشش سطحی نیوتن بر متر (N/m) یا ژول بر متر مربع (J/m2) است. اکثر مایعات در دمای 300K دارای کشش سطحی در حد 10-2-10-1 N/m هستند. کشش سطحی با افزایش دما کاهش می یابد، زیرا میانگین فاصله بین مولکول های مایع افزایش می یابد.

کشش سطحی اساساً به ناخالصی های موجود در مایعات بستگی دارد , مایعاتی که کشش سطحی را کاهش می دهند نامیده می شوند مواد فعال سطحی (سورفکتانت ها).صابون شناخته شده ترین سورفکتانت برای آب است. کشش سطحی آن را تا حد زیادی کاهش می دهد (از حدود 7.5 10 -2 تا 4.5 10 -2 نیوتن بر متر). سورفکتانت هایی که کشش سطحی آب را کاهش می دهند نیز الکل ها، اترها، روغن و غیره هستند.

موادی (قند، نمک) وجود دارند که کشش سطحی یک مایع را افزایش می دهند، زیرا مولکول های آنها با مولکول های مایع قوی تر از تعامل مولکول های مایع با یکدیگر تعامل می کنند.

در ساخت و ساز، سورفکتانت ها برای تهیه محلول های مورد استفاده در پردازش قطعات و سازه هایی که در شرایط نامساعد جوی (رطوبت بالا، درجه حرارت بالا، قرار گرفتن در معرض تابش خورشید و غیره) کار می کنند، استفاده می شود.

پدیده خیس شدن

از روی تمرین مشخص است که یک قطره آب روی شیشه پخش می شود و شکل نشان داده شده در شکل 10.2 را به خود می گیرد، در حالی که جیوه در همان سطح به یک قطره تا حدودی مسطح تبدیل می شود. در مورد اول گفته می شود که مایع خیس می کندسطح سخت، در دوم - خیس نمی شوداو خیس شدن به ماهیت نیروهای وارده بین مولکول های لایه های سطحی محیط در تماس بستگی دارد. برای مایع مرطوب کننده، نیروهای جاذبه بین مولکول های مایع و جامد بیشتر از بین مولکول های خود مایع است و مایع تمایل به افزایش دارد.

سطح تماس با جسم جامد برای یک مایع غیر مرطوب، نیروهای جاذبه بین مولکول های مایع و جامد کمتر از نیروهای بین مولکول های مایع است و مایع تمایل دارد سطح تماس خود را با جامد کاهش دهد.

سه نیروی کشش سطحی به خط تماس سه رسانه اعمال می شود (نقطه 0 تقاطع آن با صفحه نقشه است) که به طور مماس به سطح تماس دو رسانه مربوطه هدایت می شوند. این نیروها در واحد طول خط تماس برابر با کشش های سطحی مربوطه است σ 12 , σ 13 , σ 23 . گوشه θ بین مماس بر سطح مایع و جامد نامیده می شود زاویه لبهشرط تعادل یک قطره برابری با صفر مجموع برآمدگی نیروهای کشش سطحی در جهت مماس به سطح جامد است، یعنی.

–σ 13 + σ 12 + σ 23 cos θ =0 (10.2)

cos θ =(σ 13 - σ 12)/σ 23 . (10.3)

از این شرایط نتیجه می شود که زاویه تماس بسته به مقادیر می تواند حاد یا مبهم باشد σ 13 و σ 12 . اگر یک σ 13 >σ 12، سپس cos θ > 0 و زاویه θ تیز، یعنی مایع یک سطح جامد را خیس می کند. اگر یک σ 13 <σ 12، سپس cos θ <0 и угол θ – بلانت، یعنی مایع سطح سخت را خیس نمی کند.

زاویه تماس شرایط (10.3) را برآورده می کند

(σ 13 - σ 12)/σ 23 ≤1.

اگر شرط برآورده نشد، پس از آن قطره مایع برای هر مقدار θ نمی تواند در تعادل باشد اگر یک σ 13 >σ 12 +σ 23 ، سپس مایع روی سطح جامد پخش می شود و آن را با یک فیلم نازک می پوشاند (مثلاً نفت سفید روی سطح شیشه) - ما داریم خیس شدن کامل(در این مورد θ =0).

اگر یک σ 12 >σ 13 +σ 23، سپس مایع به شکل یک قطره کروی منقبض می شود، در حدی که فقط یک نقطه تماس با آن داشته باشد (مثلاً یک قطره آب روی سطح پارافین)، - داریم بدون خیس شدن کامل(در این مورد θ =π).

خیس شدن و خیس نشدن مفاهیمی نسبی هستند، یعنی. مایعی که یک سطح جامد را خیس می کند، دیگری را خیس نمی کند. به عنوان مثال، آب شیشه را خیس می کند اما پارافین را خیس نمی کند. جیوه شیشه را خیس نمی کند، اما سطوح فلزی را مرطوب می کند.

پدیده خیس شدن و خیس نشدن در فناوری از اهمیت بالایی برخوردار است. به عنوان مثال، در روش غنی سازی فلوتاسیون سنگ معدن (جداسازی سنگ معدن از سنگ ضایعات)، سنگ ریز خرد شده در مایعی تکان داده می شود که سنگ ضایعات را خیس می کند و کانه را خیس نمی کند. هوا از میان این مخلوط دمیده شده و سپس ته نشین می شود. در همان زمان، ذرات سنگ خیس شده با مایع به پایین فرو می روند و دانه های مواد معدنی به حباب های هوا می چسبند و روی سطح مایع شناور می شوند. هنگام ماشینکاری فلزات، آنها را با مایعات خاصی خیس می کنند که عملیات سطح را تسهیل و تسریع می کند.

در ساختمان سازی، پدیده خیس شدن برای تهیه مخلوط های مایع (بتونه، بتونه، ملات برای تخمگذار آجر و تهیه بتن) اهمیت دارد. لازم است که این مخلوط های مایع سطوح سازه های ساختمانی را که روی آن اعمال می شوند به خوبی خیس کنند. هنگام انتخاب اجزای مخلوط، نه تنها زوایای تماس برای جفت مخلوط-سطح در نظر گرفته می شود، بلکه خواص سطح فعال اجزای مایع نیز در نظر گرفته می شود.

هر زمان که آب را به آرامی از شیر آب چکه می‌کند، می‌بینید. یک لایه آب از شیر آب بیرون می آید و مانند یک پوسته لاستیکی نازک، زیر وزن مایع موجود در آن شروع به کشیده شدن می کند. این فیلم که به دهانه شیر آب متصل است، به تدریج طولانی می شود تا زمانی که وزن آن به طور ناگهانی خیلی زیاد شود. با این حال، فیلم شکسته نمی شود، زیرا در صورت بارگذاری بیش از حد، کاتر می شکند. در عوض، از دنبالچه شیر آب می‌لغزد و گویی مقدار کمی آب را در آغوش می‌گیرد، یک قطره آزادانه تشکیل می‌دهد. بدون شک شما بیش از یک بار مشاهده کرده اید که قطرات در حال سقوط تقریباً شکل کروی به خود می گیرند. اگر نیروهای خارجی وجود نداشت، آنها کاملاً کروی بودند. آنچه مشاهده می کنید یکی از مظاهر قابلیت غیرعادی آب در «انقباض»، «خودتراکم» یا به عبارتی قابلیت انسجام (انسجام) آن است. قطره‌ای از آب که از یک شیر آب می‌چکد به یک توپ کوچک منقبض می‌شود و از بین تمام اجسام هندسی ممکن، توپ کمترین سطح را برای حجم معین دارد.

به دلیل چسبندگی، کشش روی سطح آب ایجاد می شود و برای شکستن سطح آب، نیروی فیزیکی لازم است و به طرز عجیبی بسیار زیاد. یک سطح آب دست نخورده می تواند اجسامی را که بسیار «سنگین تر» از آب هستند، مانند سوزن فولادی یا تیغ، یا برخی حشراتی که در آب می چرخند، طوری که گویی مایع نیست، بلکه جسم جامد است، در خود جای دهد.

در بین تمام مایعات به جز جیوه، آب بیشترین کشش سطحی را دارد.

در داخل مایع، جاذبه مولکول ها به یکدیگر متعادل است. اما نه در ظاهر. مولکول‌های آب که عمیق‌تر هستند، بالاترین مولکول‌ها را پایین می‌کشند. بنابراین، یک قطره آب، همانطور که بود، تمایل به کوچک شدن تا حد امکان دارد. توسط نیروهای کشش سطحی به هم کشیده می شود.

فیزیکدانان دقیقاً محاسبه کردند که کدام وزنه باید از یک ستون آب به ضخامت سه سانتی متر آویزان شود تا آن را بشکند. وزن به یک بزرگ نیاز دارد - بیش از صد تن! اما این زمانی است که آب فوق العاده تمیز است. چنین آبی در طبیعت وجود ندارد. همیشه چیزی در آن وجود دارد. بگذارید حداقل کمی، اما مواد خارجی حلقه های زنجیره قوی مولکول های آب را بشکنند و نیروهای انسجام بین آنها کاهش یابد.

اگر قطرات جیوه روی یک بشقاب شیشه ای و قطرات آب به یک صفحه پارافینی ریخته شود، قطرات بسیار کوچک به شکل یک توپ خواهند بود، در حالی که قطرات بزرگتر در اثر گرانش کمی صاف می شوند.

این پدیده با این واقعیت توضیح داده می شود که بین جیوه و شیشه، و همچنین بین پارافین و آب، نیروهای جاذبه (چسبندگی) ایجاد می شود که کوچکتر از بین خود مولکول ها (انسجام) است. وقتی آب با شیشه تمیز و جیوه با صفحه فلزی تماس پیدا می کند، توزیع تقریباً یکنواختی از هر دو ماده را روی صفحات مشاهده می کنیم، زیرا نیروهای جاذبه بین مولکول های شیشه و آب، مولکول های فلز و جیوه بیشتر از جاذبه بین مولکول های شیشه و آب است. تک تک مولکول های آب و جیوه این پدیده هنگامی که یک مایع به طور مساوی روی سطح یک جامد توزیع می شود، خیس شدن نامیده می شود. این بدان معنی است که آب شیشه تمیز را خیس می کند، اما پارافین را خیس نمی کند. ترشوندگی در یک مورد خاص می تواند میزان آلودگی سطح را نشان دهد. به عنوان مثال، روی یک صفحه تمیز شسته شده (چینی، فیانس)، آب در یک لایه یکنواخت پخش می شود، در یک فلاسک تمیز تمیز، دیوارها به طور یکنواخت با آب پوشانده می شود، اما اگر آب روی سطح به شکل قطره باشد، این نشان می دهد که سطح ظرف با یک لایه نازک از ماده ای پوشیده شده است که آب را خیس نمی کند، اغلب چربی.