CAPENIAL FENOMENA, un set de fenomene cauzate de tensiunea superficială la interfața mediilor nemiscibile (în sisteme lichid-lichid, gaz-lichid sau vapori) în prezența curburii suprafeței. Un caz special de fenomene de suprafață.
În absența gravitației, un fluid de masă limitată, sub influența tensiunii superficiale, tinde să ocupe un volum cu o suprafață minimă, adică are forma unei sfere. În condiții de gravitație nu este lichid masă suficientă prea vâscoasă ia forma unui recipient în care este turnat, iar suprafața sa cu o suprafață relativ mare (departe de pereții vasului) devine plată, deoarece rolul tensiunii superficiale este mai puțin importantă decât forța gravitației. Atunci când interacționează cu suprafața unui alt lichid sau solid (de exemplu, cu pereții vasului), suprafața lichidului examinat este îndoită în funcție de prezența sau absența udării. .. Dacă există o umezire, adică molecule de lichid 1 (. Figura 1) puternic interacționează cu moleculele suprafeței 3 decât cu molecule dintr-un alt lichid (sau gaz) 2, apoi sub influența diferenței forțelor de interacțiune intermoleculare lichid 1 urcă pe peretele vasului - porțiunea lichid, adiacent peretelui, este îndoit. Presiunea cauzată de ridicarea lichidului este echilibrată de presiunea capilară Δp - diferența de presiune deasupra și sub interfața curbă. Amploarea presiunii capilare depinde medie Raza r curburii suprafeței este determinată de Laplace formula: Dp = 2σ / r, unde σ - tensiune superficială. În cazul în care faza de granița secțiunii plane (r = ∞), apoi, în condiții de presiune de echilibru mecanic pe ambele părți ale interfeței sistemului sunt egale și Dp = 0. În cazul suprafeței lichidului concavă (r <0) давление в жидкости ниже, чем давление в граничащей с ней фазе и ∆р <0; для выпуклой поверхности (r> 0) Δp> 0.
Curburii suprafeței influențează echilibrul dintre lichid și vaporii saturați: conform ecuației Kelvin, presiunea vaporilor deasupra picăturii de lichid este crescută cu o scădere raza sa, ceea ce explică, de exemplu, creșterea de picături mai mari în nori din cauza mici.
Caracteristice fenomenelor capilare includ absorbția capilară, apariția și răspândirea capilară mișcării undelor capilare de fluid, condensarea capilară, evaporare și dizolvare în prezența unei suprafețe curbe. Absorbția capilară este caracterizată de o rată care depinde de presiunea capilară și viscozitatea lichidului. Acesta joacă un rol esențial în instalațiile de alimentare cu apă, de circulație a apei în sol și alte procese legate de curgere a fluidului în medii poroase. Impregnarea capilară este unul dintre cele mai răspândite procese tehnologice chimice. În sistemele cu pereți neparalele (sau capilare secțiunea conica) curbura meniscului depinde de locul în care suprafețele de delimitare ale lichidului și o picătură de lichid de umectare în acesta începe să se miște la meniscului cu o rază mai mică (Fig. 2), m. E. În direcția în care presiunea este mai mică. Motivul pentru circulația capilară a fluidului poate servi ca o diferență a forțelor de tensiune de suprafață în meniscul, cum ar fi existența unui gradient de temperatură sau adsorbție de agenți tensioactivi, reducerea tensiunii superficiale.
Curbura suprafeței unui lichid poate afecta semnificativ procesele de evaporare, fierbere, dizolvare, nucleare la condensarea aburului și cristalizare. Astfel, proprietățile sistemelor care conțin un număr mare de picături sau bule de gaze (emulsii, aerosoli, spume) și formarea lor sunt în mare măsură determinate de fenomene capilare. Ele subliniază, de asemenea, mai multe procese: flotație, pulberi de sinterizare, deplasarea uleiului din rezervoare agenți activi de suprafață soluții apoase, separarea adsorbtivă și purificarea amestecurilor gazoase și lichide, etc ...
Pentru prima dată, fenomenele capilare au fost investigate de Leonardo da Vinci. Observarea sistematică și descrierea fenomenelor capilare în tuburile subțiri și între plăcile de sticlă plane și distanțate a fost efectuată în 1709 de F. Hawkesby, un demonstrator al Royal Society of London. Bazele teoriei fenomenelor capilare sunt prezentate în lucrările lui T. Jung, P. Laplace, iar analiza lor termodinamică a fost efectuată de către J. Gibbs (1876).
Lit. Adamson A. Chimia fizică a suprafețelor. M. 1979; Rawlinson J. Widom B. Teoria moleculară a capilarității. M. 1986.
AM Emelyanenko, N.V. Churaev.