Pamoka tema „paviršiaus įtampa“. Kaip išmatuoti paviršiaus įtempimą Kas yra paviršiaus įtempis

STRAIPSNIS ATNAUJINTAS: 2019-12-29

Vandens paviršiaus įtempis yra viena įdomiausių vandens savybių.

Vandens paviršiaus įtempimo pavyzdžiai

Norėdami geriau suprasti vandens paviršiaus įtempimą, pateikiame keletą jo apraiškų realiame gyvenime:

• Kai matome, kad vanduo laša nuo maišytuvo galo, o ne pila, tai yra vandens paviršiaus įtempis;
• Kai skrendantis lietaus lašas įgauna apvalią, šiek tiek pailgą formą, tai yra vandens paviršiaus įtempis;
• Kai vanduo ant vandeniui atsparaus paviršiaus įgauna sferinę formą, tai yra vandens paviršiaus įtempis;
• Vėjui pučiant vandens telkinių paviršiuje atsirandantys raibuliukai yra ir vandens paviršiaus įtempimo apraiška;
• Vanduo erdvėje dėl paviršiaus įtempimo įgauna sferinę formą;
• Dėl šios vandens savybės vandens vabzdys išsilaiko vandens paviršiuje;
• Jei adata atsargiai padėta ant vandens paviršiaus, ji plūduriuos;
• Jei į stiklinę pakaitomis pilsime skirtingo tankio ir spalvos skysčius, pamatysime, kad jie nesimaišo;
• Vaivorykštiniai muilo burbulai taip pat yra puikus paviršiaus įtempimo pasireiškimas.

Paviršiaus įtempimas – keli tikslūs apibrėžimai

Didžioji medicinos enciklopedija

Paviršiaus įtempis (P. n.) – tai traukos jėga, kuria kiekviena paviršiaus plėvelės dalis (laisvas skysčio paviršius arba bet kokia sąsaja tarp dviejų fazių) veikia gretimas paviršiaus dalis. Vidinis slėgis ir P. n. Paviršinis skysčio sluoksnis elgiasi kaip elastinga ištempta membrana. Pagal idėją, kurią sukūrė Chap. arr. Laplasas (Laplasas), ši skystų paviršių savybė priklauso nuo „molekulinių traukos jėgų, greitai mažėjančių didėjant atstumui. Vienalyčiame skystyje jėgos, veikiančios kiekvieną molekulę iš ją supančių molekulių, yra tarpusavyje subalansuotos. Tačiau šalia paviršiaus molekulinės traukos jėgų rezultatas nukreipiamas į vidų; jis linkęs traukti paviršiaus molekules į didžiąją skysčio dalį. Dėl to visas paviršinis sluoksnis, kaip elastinga ištempta plėvelė, daro labai didelį spaudimą vidinei skysčio masei normalia paviršiui kryptimi. Remiantis skaičiavimais, šis „vidinis slėgis“, kuriame yra visa skysčio masė, siekia kelis tūkstančius atmosferų. Ant išgaubto paviršiaus jis didėja, o įgaubtame – mažėja. Dėl laisvosios energijos tendencijos iki minimumo, bet koks skystis linkęs įgauti formą, kurioje jo paviršius – paviršiaus jėgų veikimo vieta – turi mažiausią įmanomą vertę. Kuo didesnis skysčio paviršius, tuo didesnį plotą užima jo paviršiaus plėvelė, tuo didesnis laisvos paviršiaus energijos kiekis išsiskiria jo susitraukimo metu. Įtempimas, kuriuo kiekviena susitraukiančio paviršiaus plėvelės atkarpa veikia gretimas dalis (kryptimi, lygiagrečia laisvajam paviršiui), vadinamas įtempimo įtempimu. Priešingai nei elastingo ištempto kūno tamprioji įtampa, P. n. nesusilpnėja, nes paviršinė plėvelė suspaudžiama. … Paviršiaus įtempis yra lygus darbui, kurį reikia atlikti, kad laisvasis skysčio paviršius padidėtų vienu. P. n. stebimas ties skysčio riba su dujomis (taip pat su savo garais), su kitu nesimaišančiu skysčiu arba su kietu kūnu. Lygiai taip pat kietasis kūnas turi P. n. sąsajoje su dujomis ir skysčiais. Skirtingai nuo P. n., nupjauto skysčio (arba kieto kūno) laisvas paviršius, besiribojantis su dujine terpe, turi įtempimą ant dviejų skystų (arba skystos ir kietos) fazių vidinės ribos, todėl patogu nurodyti specialų terminą. vokiečių literatūroje priimtas terminas „ribų įtampa“ (Grenzflachenspannung). Jei medžiaga ištirpsta skystyje, kuris mažina jo P. n., tada laisvoji energija mažėja ne tik mažinant ribinio paviršiaus dydį, bet ir adsorbuojant: paviršiniame sluoksnyje surenkama padidinta paviršinio aktyvumo (arba kapiliarų aktyvumo) medžiaga ...
…

Didelė medicinos enciklopedija. 1970 m

Visa tai, kas išdėstyta aukščiau, galima apibendrinti taip – ​​bet kurio skysčio, įskaitant vandenį, paviršiuje esančias molekules traukia likusios skysčio viduje esančios molekulės, dėl to atsiranda paviršiaus įtempimas. Pabrėžiame, kad tai supaprastintas šios nuosavybės supratimas.

Paviršiaus įtempimo koeficientas – apibrėžimas

Politechnikos terminų aiškinamasis žodynas

Paviršiaus įtempimo koeficientas – paviršiaus įtempimo jėgos tiesinis tankis skysčio paviršiuje arba dviejų nesimaišančių skysčių sąsajoje.

Politechnikos terminų aiškinamasis žodynas. Sudarė: V. Butakovas, I. Fagradjantas. 2014 m

Žemiau pateikiame paviršiaus įtempimo koeficiento (C.T.S.) reikšmes įvairiems skysčiams esant 20 °C temperatūrai:

• K. p. n. acetonas - 0,0233 niutonas / metras;
• K. p. n. benzenas - 0,0289 niutono / metras;
• K. p. n. distiliuotas vanduo - 0,0727 niutono / metras;
• K. p. n. glicerinas - 0,0657 niutono / metras;
• K. p. n. žibalas - 0,0289 niutono / metras;
• K. p. n. gyvsidabris - 0,4650 niutono / metras;
• K. p. n. etilo alkoholis - 0,0223 niutono / metras;
• K. p. n. eteris - 0,0171 niutonas / metras.

Vandens paviršiaus įtempimo koeficientai

Paviršiaus įtempimo koeficientas priklauso nuo skysčio temperatūros. Pateikiame jo vertes esant įvairioms vandens temperatūroms.

Paviršiaus įtempimo samprata

paviršiaus įtempimas vadinama sąsajos termodinamine charakteristika, apibrėžiama kaip šio paviršiaus vieneto ploto grįžtamojo izoterminio formavimo darbas. Skysčiui paviršiaus įtempis laikomas jėga, veikiančia paviršiaus kontūro ilgio vienetą ir linkusia sumažinti paviršių iki minimumo esant tam tikram fazės tūriui.

Alyva yra aliejaus dispersinė sistema, susidedanti iš dispersinės fazės ir dispersinės terpės.

Disperguotos fazės dalelės (pavyzdžiui, asfaltenų junginio, vandens rutulio ir kt.) paviršius turi tam tikrą laisvosios paviršiaus energijos perteklių. F s, proporcingas sąsajos sričiai S:

Vertė σ gali būti vertinama ne tik kaip specifinė paviršiaus energija, bet ir kaip kontūro vieneto ilgio jėga, ribojanti paviršių, nukreipta išilgai šio paviršiaus statmenai kontūrui ir linkusi šį paviršių susitraukti arba sumažinti. Ši jėga vadinama paviršiaus įtempimas.

Paviršiaus įtempimo veiksmą galima įsivaizduoti kaip jėgų, kurios traukia paviršiaus kraštus į centrą, rinkinį.

Kiekvienos vektoriaus rodyklės ilgis atspindi paviršiaus įtempimo dydį, o atstumas tarp jų atitinka priimtą paviršiaus kontūro ilgio vienetą. Kaip kiekio matmuo σ ir [J/m 2 ] = 10 3 [erg/cm 2 ] ir [N/m] = 10 3 [dyne/cm] naudojami vienodai.

Veikiant paviršiaus įtempimo jėgoms, skystis linkęs mažinti savo paviršių, o jei žemės gravitacijos įtaka nereikšminga, skystis įgauna rutulio pavidalą, kurio paviršius yra minimalus tūrio vienetui.

Paviršiaus įtempimas skirtingoms angliavandenilių grupėms yra skirtingas – didžiausias aromatiniams ir minimalus parafininiams. Didėjant angliavandenilių molekulinei masei, ji didėja.

Daugumos heteroatominių junginių, turinčių polines savybes, paviršiaus įtempis yra mažesnis nei angliavandenilių. Tai labai svarbu, nes jų buvimas vaidina svarbų vaidmenį formuojantis vandens-alyvos ir gazolio emulsijoms bei tolesniuose šių emulsijų naikinimo procesuose.

Parametrai, turintys įtakos paviršiaus įtempimui

Paviršiaus įtempis iš esmės priklauso nuo temperatūros ir slėgio, taip pat nuo skysčio cheminės sudėties ir su juo besiliečiančios fazės (dujų ar vandens).

Kylant temperatūrai, paviršiaus įtempis mažėja ir esant kritinei temperatūrai jis lygus nuliui. Didėjant slėgiui, paviršiaus įtempimas dujų ir skysčio sistemoje taip pat mažėja.

Naftos produktų paviršiaus įtempį galima rasti apskaičiuojant pagal lygtį:

Perskaičiavimas σ nuo vienos temperatūros T0 kitam T gali būti atliekamas pagal santykį:

Kai kurių medžiagų paviršiaus įtempimo vertės.

Medžiagos, kurių pridėjimas prie skysčio sumažina jo paviršiaus įtempimą, vadinamos aktyviosios paviršiaus medžiagos(paviršinio aktyvumo medžiaga).

Naftos ir naftos produktų paviršiaus įtempis priklauso nuo juose esančių paviršinio aktyvumo komponentų (dervų, nafteno ir kitų organinių rūgščių ir kt.) kiekio.

Naftos produktai, turintys mažą paviršinio aktyvumo komponentų kiekį, turi didžiausią paviršiaus įtempimo vertę prie vandens ribos, o turintys didelį kiekį – mažiausią.

Gerai rafinuoti naftos produktai turi didelį paviršiaus įtempimą sąsajoje su vandeniu.

Paviršiaus įtempimo sumažėjimas paaiškinamas paviršinio aktyvumo medžiagų adsorbcija sąsajoje. Didėjant pridėtos aktyviosios paviršiaus medžiagos koncentracijai, skysčio paviršiaus įtempis pirmiausia greitai mažėja, o vėliau stabilizuojasi, o tai rodo visišką paviršiaus sluoksnio prisotinimą aktyviosios paviršiaus medžiagos molekulėmis. Natūralios aktyviosios paviršiaus medžiagos, dramatiškai keičiančios alyvų ir naftos produktų paviršiaus įtempimą, yra alkoholiai, fenoliai, dervos, asfaltenai ir įvairios organinės rūgštys.

Drėkimo ir kapiliarų reiškiniai yra susiję su paviršiaus jėgomis tarp kietosios ir skystosios fazės, kuriomis grindžiami naftos migracijos rezervuaruose procesai, žibalo ir alyvos kilimas išilgai lempų ir alyvų dagčių ir kt.

Eksperimentinis paviršiaus įtempimo nustatymas

Alyvų ir naftos produktų paviršiaus įtempimui eksperimentiškai nustatyti naudojami įvairūs metodai.

Pirmasis metodas (a) yra pagrįstas jėgos, reikalingos žiedui atskirti nuo sąsajos tarp dviejų fazių, matavimu. Ši jėga yra proporcinga dvigubai žiedo perimetro jėgai. Kapiliariniu metodu (b) matuojamas skysčio pakilimo kapiliariniame vamzdelyje aukštis. Jo trūkumas yra skysčio pakilimo aukščio priklausomybė ne tik nuo paviršiaus įtempimo dydžio, bet ir nuo kapiliaro sienelių drėkinimo tiriamu skysčiu pobūdžio. Tikslesnis kapiliarinio metodo variantas yra kabančio lašo metodas (c), kuris pagrįstas nuo kapiliaro atsiskyrusio skysčio lašo masės matavimu. Matavimo rezultatams įtakos turi skysčio tankis ir lašo dydis, o ne skysčio drėkinimo kampas ant kieto paviršiaus. Šis metodas leidžia nustatyti paviršiaus įtempimą slėginiuose induose.

Labiausiai paplitęs ir patogiausias paviršiaus įtempimo matavimo metodas yra didžiausio burbuliukų ar lašų slėgio (r) metodas, kuris paaiškinamas konstrukcijos paprastumu, dideliu tikslumu ir nustatymo nepriklausomumu nuo drėkinimo.

Šis metodas pagrįstas tuo, kad kai oro burbuliukas arba skysčio lašas iš siauro kapiliaro išspaudžiamas į kitą skystį, paviršiaus įtempis σ prie skysčio, į kurį išleidžiamas lašas, ribos, proporcingai didžiausiam slėgiui, reikalingam lašui išspausti.

Skystis yra agreguota medžiagos būsena, tarpinė tarp dujinės ir kietos, todėl turi ir dujinių, ir kietųjų medžiagų savybių. Skysčiai, kaip ir kietos medžiagos, turi tam tikrą tūrį ir, kaip ir dujos, įgauna indo, kuriame yra, formą. Dujų molekulės praktiškai nėra tarpusavyje susijusios tarpmolekulinės sąveikos jėgų. Šiuo atveju vidutinė dujų molekulių šiluminio judėjimo energija yra daug didesnė už vidutinę potencinę energiją dėl tarp jų veikiančių traukos jėgų, todėl dujų molekulės išsisklaido skirtingomis kryptimis, o dujos užima visą joms suteiktą tūrį. .

Kietuose ir skystuose kūnuose traukos jėgos tarp molekulių jau yra reikšmingos ir išlaiko molekules tam tikru atstumu viena nuo kitos. Šiuo atveju vidutinė chaotiško molekulių šiluminio judėjimo energija yra mažesnė už vidutinę potencialią energiją dėl tarpmolekulinės sąveikos jėgų ir jos nepakanka įveikti traukos jėgas tarp molekulių, todėl kietosios medžiagos ir skysčiai turi tam tikrą apimtis.

Skysčių rentgeno difrakcijos analizė parodė, kad skysčio dalelių išsidėstymo pobūdis yra tarpinis tarp dujų ir kietos medžiagos. Dujose molekulės juda atsitiktinai, todėl jų tarpusavio išsidėstymo šablono nėra. Kietosioms medžiagoms vadinamasis ilgo nuotolio užsakymas dalelių išsidėstymu, t.y. tvarkingas jų išdėstymas, pasikartojantis dideliais atstumais. Skysčiuose vadinamasis trumpo nuotolio užsakymas dalelių išsidėstymu, t.y. tvarkingas jų išdėstymas, pasikartojantis atstumais, panašiais į tarpatominius.

Skysčių teorija iki šiol nėra iki galo išvystyta. Šiluminis judėjimas skystyje paaiškinamas tuo, kad kiekviena molekulė tam tikrą laiką svyruoja aplink tam tikrą pusiausvyros padėtį, o po to peršoka į naują padėtį, kuri yra tarpatominio atstumo eilės atstumu nuo pradinės. Taigi skysčio molekulės per visą skysčio masę juda gana lėtai, o difuzija vyksta daug lėčiau nei dujose. Didėjant skysčio temperatūrai, svyruojančių judesių dažnis smarkiai padidėja, didėja molekulių mobilumas, o tai ir yra skysčio klampumo sumažėjimo priežastis.

Patrauklios jėgos veikia kiekvieną skysčio molekulę iš aplinkinių molekulių pusės, sparčiai mažėjančios didėjant atstumui, todėl, pradedant nuo tam tikro minimalaus atstumo, galima nepaisyti traukos jėgų tarp molekulių. Šis atstumas (maždaug 10 -9 m) vadinamas molekulinio veikimo spindulys r , ir spindulio sfera r-molekulinio veikimo sfera.

Pasirinkite skysčio viduje esančią molekulę BET ir nubrėžkite aplink jį spindulio sferą r(10.1 pav.). Pagal apibrėžimą pakanka atsižvelgti į tam tikros molekulės poveikį tik tų molekulių, kurios yra sferos viduje.

10.1 pav. molekulinis veiksmas. Jėgos, kuriomis šios molekulės veikia molekulę BET, yra nukreiptos skirtingomis kryptimis ir vidutiniškai yra kompensuojamos, todėl susidaranti jėga, veikianti skysčio viduje esančią molekulę nuo kitų molekulių, yra lygi nuliui. Situacija yra kitokia, jei molekulė, pavyzdžiui, molekulė AT, esantis atstumu nuo paviršiaus r.Šiuo atveju molekulinio veikimo sfera yra tik iš dalies skysčio viduje. Kadangi molekulių koncentracija dujose, esančiose virš skysčio, yra maža, palyginti su jų koncentracija skystyje, atsirandanti jėga F, taikomas kiekvienai paviršinio sluoksnio molekulei, nėra lygus nuliui ir yra nukreiptas į skysčio vidų. Taigi susidariusios visų paviršinio sluoksnio molekulių jėgos daro slėgį skysčiui, vadinamam molekulinės(arba vidinis). Molekulinis slėgis neveikia kūno, esančio skystyje, nes jis atsiranda dėl jėgų, veikiančių tik tarp paties skysčio molekulių.

Bendra skystų dalelių energija yra jų chaotiško šiluminio judėjimo energijos ir potencialios energijos, atsirandančios dėl tarpmolekulinės sąveikos jėgų, suma. Norint perkelti molekulę iš skysčio gylio į paviršinį sluoksnį, reikia įdėti darbo. Šis darbas atliekamas molekulių kinetinės energijos sąskaita ir padidina jų potencialią energiją. Todėl skysčio paviršinio sluoksnio molekulės turi didesnę potencialią energiją nei skysčio viduje esančios molekulės. Ši papildoma energija, kurią turi skysčio paviršiniame sluoksnyje esančios molekulės, vadinama paviršiaus energija, yra proporcinga sluoksnio plotui Δ S:

Δ W=σ Δ S,(10.1)

kur σ – paviršiaus įtempimo koeficientas, apibrėžiamas kaip paviršiaus energijos tankis.

Kadangi pusiausvyros būsenai būdinga minimali potenciali energija, skystis, nesant išorinių jėgų, įgaus tokią formą, kad tam tikram tūriui jis turėtų minimalų paviršių, t.y. rutulio forma. Stebint mažiausius ore pakibusius lašelius, matome, kad jie tikrai yra rutuliukų formos, bet kiek iškreipti dėl gravitacijos jėgų veikimo. Nesvarumo sąlygomis bet kokio skysčio lašas (nepriklausomai nuo jo dydžio) turi sferinę formą, o tai buvo įrodyta eksperimentiškai erdvėlaivyje.

Taigi, stabilios skysčio pusiausvyros sąlyga yra minimali paviršiaus energija. Tai reiškia, kad tam tikram tūriui skystis turėtų turėti mažiausią paviršiaus plotą, t.y. skystis linkęs sumažinti laisvo paviršiaus plotą. Tokiu atveju skysčio paviršinis sluoksnis gali būti lyginamas su ištempta elastine plėvele, kurioje veikia tempimo jėgos.

Apsvarstykite skysčio paviršių, kurį riboja uždaras kontūras. Veikiant paviršiaus įtempimo jėgoms (jos nukreiptos liestiniu būdu į skysčio paviršių ir statmenai kontūro atkarpai, kurią jos veikia), skysčio paviršius susitraukė ir svarstomas kontūras pasislenka. Jėgos, veikiančios iš pasirinktos srities į gretimas sritis, atlieka darbą:

Δ A=fΔ lΔ x,

kur f=F/Δ l -paviršiaus įtempimo jėga, veikiantis skysčio paviršiaus kontūro ilgio vienetui. Galima pastebėti, kad Δ lΔ x= Δ S, tie.

Δ A=f∆S.

Šis darbas atliekamas sumažinant paviršiaus energiją, t.y.

Δ Α =Δ W.

Iš posakių palyginimo matyti, kad

y., paviršiaus įtempimo koeficientas σ yra lygus paviršiaus įtempimo jėgai, tenkančiai paviršių ribojančio kontūro ilgio vienetui. Paviršiaus įtempimo vienetas yra niutonas vienam metrui (N/m) arba džaulis kvadratiniam metrui (J/m2). Daugumos skysčių, kurių temperatūra yra 300 K, paviršiaus įtempis yra 10 -2 -10 -1 N/m. Paviršiaus įtempis mažėja didėjant temperatūrai, nes didėja vidutiniai atstumai tarp skysčio molekulių.

Paviršiaus įtempis iš esmės priklauso nuo skysčiuose esančių priemaišų.Medžiagos , vadinami skysčiais, mažinančiais paviršiaus įtempimą paviršinio aktyvumo medžiagos (paviršinio aktyvumo medžiagos). Muilas yra geriausiai žinoma paviršinio aktyvumo medžiaga vandeniui. Tai labai sumažina paviršiaus įtempimą (nuo maždaug 7,5 10 -2 iki 4,5 10 -2 N/m). Paviršinio aktyvumo medžiagos, mažinančios vandens paviršiaus įtempimą, taip pat yra alkoholiai, eteriai, aliejus ir kt.

Yra medžiagų (cukrus, druska), kurios padidina skysčio paviršiaus įtempimą dėl to, kad jų molekulės sąveikauja su skysčio molekulėmis stipriau nei skysčio molekulės sąveikauja viena su kita.

Statyboje paviršinio aktyvumo medžiagos naudojamos ruošiant tirpalus, naudojamus apdirbant dalis ir konstrukcijas, veikiančias nepalankiomis atmosferos sąlygomis (didelė drėgmė, aukštesnė temperatūra, saulės spinduliuotės poveikis ir kt.).

Drėkinimo reiškinys

Iš praktikos žinoma, kad vandens lašas pasklinda ant stiklo ir įgauna 10.2 pav. parodytą formą, o gyvsidabris ant to paties paviršiaus virsta kiek suplokštu lašu. Pirmuoju atveju sakoma, kad skystis sušlapina kietas paviršius, antrame - nesušlapina ją. Drėkinimas priklauso nuo jėgų, veikiančių tarp besiliečiančių terpės paviršinių sluoksnių molekulių, pobūdžio. Drėkinančiam skysčiui traukos jėgos tarp skysčio ir kietosios medžiagos molekulių yra didesnės nei tarp paties skysčio molekulių, o skystis linkęs didėti.

sąlyčio su kietu kūnu paviršius. Nedrėkstančiam skysčiui traukos jėgos tarp skysčio ir kietosios medžiagos molekulių yra mažesnės nei tarp skysčio molekulių, o skystis linkęs sumažinti savo kontakto su kietąja medžiaga paviršių.

Trijų terpių sąlyčio linijai (taškas 0 – jos susikirtimas su brėžinio plokštuma) veikiamos trys paviršiaus įtempimo jėgos, kurios yra nukreiptos tangentiškai į atitinkamų dviejų terpių kontaktinį paviršių. Šios jėgos, tenkančios sąlyčio linijos ilgio vienetui, yra lygios atitinkamiems paviršiaus įtempiams σ 12 , σ 13 , σ 23 . Kampas θ tarp skysčio ir kietosios medžiagos paviršiaus liestinių vadinamas krašto kampas. Lašo pusiausvyros sąlyga – paviršiaus įtempimo jėgų projekcijų sumos lygybė nuliui kietojo kūno paviršiaus liestinės kryptimi, t.y.

–σ 13 + σ 12 + σ 23 cos θ =0 (10.2)

cos θ =(σ 13 - σ 12)/σ 23 . (10.3)

Iš sąlygos išplaukia, kad kontaktinis kampas gali būti ūmus arba bukas, priklausomai nuo verčių σ 13 ir σ 12 . Jeigu σ 13 >σ 12, tada cos θ >0 ir kampas θ aštrus, t.y. skystis drėkina kietą paviršių. Jeigu σ 13 <σ 12, tada cos θ <0 и угол θ – bukas, t.y., skystis nesudrėkina kieto paviršiaus.

Sąlyčio kampas atitinka sąlygą (10.3), jei

(σ 13 - σ 12)/σ 23 ≤1.

Jei sąlyga neįvykdyta, skysčio lašas bet kokioms vertėms θ negali būti pusiausvyroje. Jeigu σ 13 >σ 12 +σ 23 , tada skystis pasklinda per kietosios medžiagos paviršių, padengdamas jį plona plėvele (pavyzdžiui, žibalu ant stiklo paviršiaus), - turime visiškas drėkinimas(tokiu atveju θ =0).

Jeigu σ 12 >σ 13 +σ 23 , tada skystis susitraukia į sferinį lašą, riboje, turinčioje tik vieną sąlyčio tašką (pavyzdžiui, vandens lašas ant parafino paviršiaus), - turime visiškas nedrėkimas(tokiu atveju θ =π).

Drėkinimas ir nešlapimas yra santykinės sąvokos, t.y. Skystis, kuris drėkina vieną kietą paviršių, nesudrėkina kito. Pavyzdžiui, vanduo sudrėkina stiklą, bet nesudrėkina parafino; Gyvsidabris nedrėkina stiklo, bet šlapiai valo metalinius paviršius.

Technologijoje didelę reikšmę turi drėkinimo ir nesušlapimo reiškiniai. Pavyzdžiui, rūdos sodrinimo flotacijos būdu (rūdos atskyrimas nuo atliekų uolienų) smulkiai susmulkinta rūda suplakama skystyje, kuris sudrėkina atliekų uolieną ir nesudrėkina rūdos. Per šį mišinį pučiamas oras, tada jis nusėda. Tuo pačiu metu skysčiu sudrėkintos uolienų dalelės grimzta į dugną, o mineralų grūdeliai „prilimpa“ prie oro burbuliukų ir išplaukia į skysčio paviršių. Apdirbant metalus jie drėkinami specialiais skysčiais, o tai palengvina ir pagreitina paviršiaus apdorojimą.

Statybose drėkinimo reiškinys svarbus ruošiant skystus mišinius (glaistus, glaistus, plytų klojimo ir betono ruošimo skiedinius). Būtina, kad šie skysti mišiniai gerai sudrėkintų pastato konstrukcijų paviršius, ant kurių jie dedami. Renkantis mišinio komponentus, atsižvelgiama ne tik į mišinio ir paviršiaus porų kontaktinius kampus, bet ir į skystų komponentų paviršinio aktyvumo savybes.

Jo pasireiškimą matote kaskart, kai žiūrite iš čiaupo lėtai varvantį vandenį. Iš maišytuvo išnyra vandens plėvelė ir ima temptis, kaip plonas guminis apvalkalas, veikiamas joje esančio skysčio svorio. Ši plėvelė, pritvirtinta prie maišytuvo angos, palaipsniui ilgėja, kol jos svoris staiga tampa per didelis. Tačiau plėvelė nelūžta, nes perkrautas pjaustytuvas nutrūktų. Vietoje to jis „nuslysta“ nuo maišytuvo uodegikaulio ir tarsi apkabindamas nedidelį kiekį vandens suformuoja laisvai krintantį lašelį. Be jokios abejonės, ne kartą pastebėjote, kad krintantys lašeliai įgauna beveik sferinę formą. Jei nebūtų išorinių jėgų, jos būtų griežtai sferinės. Tai, ką stebite, yra viena iš neįprasto vandens gebėjimo „susitraukti“, „savaime sutankėti“ arba, kitaip tariant, gebėjimo susilieti (sanglauda), apraiškų. Iš maišytuvo lašantis vandens lašas susitraukia į mažytį rutulį, o iš visų galimų geometrinių kūnų rutulys turi mažiausią paviršiaus plotą tam tikram tūriui.

Dėl sukibimo vandens paviršiuje susidaro įtampa, o norint pralaužti vandens paviršių, reikia fizinės jėgos, o, kaip bebūtų keista, gana daug. Netrikdomame vandens paviršiuje gali tilpti daug „sunkesni“ už vandenį daiktai, pavyzdžiui, plieninė adata ar skutimosi peiliukas, arba kai kurie vabzdžiai, kurie slysta vandeniu taip, tarsi tai būtų ne skystis, o kietas kūnas.

Iš visų skysčių, išskyrus gyvsidabrį, didžiausias paviršiaus įtempis yra vanduo.

Skysčio viduje molekulių trauka viena prie kitos yra subalansuota. Bet ne paviršiuje. Giliau esančios vandens molekulės nuleidžia aukščiausias molekules. Todėl vandens lašas tarsi linkęs kiek įmanoma susitraukti. Jį sutraukia paviršiaus įtempimo jėgos.

Fizikai tiksliai apskaičiavo, kokį svorį reikia pakabinti ant trijų centimetrų storio vandens stulpelio, kad jį sulaužytų. Svoriui reikės didžiulio – daugiau nei šimto tonų! Bet tai yra tada, kai vanduo yra išskirtinai švarus. Gamtoje tokio vandens nėra. Jame visada kažkas yra. Tegul bent šiek tiek, bet svetimos medžiagos sulaužo stiprios vandens molekulių grandinės grandis, o sanglaudos jėgos tarp jų mažėja.

Jei gyvsidabrio lašai užlašinami ant stiklinės plokštelės, o vandens lašai – ant parafininės, labai maži lašeliai bus rutulio formos, o didesni – gravitacijos dėka.

Šis reiškinys paaiškinamas tuo, kad tarp gyvsidabrio ir stiklo, taip pat tarp parafino ir vandens atsiranda traukos jėgos (sukibimas), kurios yra mažesnės nei tarp pačių molekulių (sanglauda). Kai vanduo liečiasi su švariu stiklu, o gyvsidabris su metaline plokštele, stebime beveik vienodą abiejų medžiagų pasiskirstymą ant plokštelių, nes traukos jėgos tarp stiklo ir vandens molekulių, metalo ir gyvsidabrio molekulių yra didesnės nei traukos tarp jų. atskiros vandens ir gyvsidabrio molekulės. Šis reiškinys, kai skystis tolygiai pasiskirsto kietosios medžiagos paviršiuje, vadinamas drėkinimu. Tai reiškia, kad vanduo sušlapina švarų stiklą, bet nesušlapina parafino. Drėkinamumas konkrečiu atveju gali rodyti paviršiaus užterštumo laipsnį. Pavyzdžiui, ant švariai išplautos lėkštės (porceliano, fajanso) vanduo pasiskirsto lygiu sluoksniu, švariai išplautoje kolboje sienelės tolygiai pasidengia vandeniu, bet jei vanduo paviršiuje būna lašelių pavidalo, tai rodo, kad indo paviršius padengtas plonu medžiagos sluoksniu, kuris nesudrėkina vandens, dažniausiai riebalų.