62.Особенности жидкого состояния. Ближний и дальний порядок.

Молекулы вещества в жидком состоянии расположены вплотную друг к другу, как и в твердом состоянии. Поэтому объем жидкости мало зависит от давления. Постоянство занимаемого объема является свойством, общим для жидких и твердых тел и отличающим их от газов, способных занимать любой предоставленный им объем. Возможность свободного перемещения молекул относительно друг друга обусловливает свойство текучести жидкости. Тело в жидком состоянии, как и в газообразном, не имеет постоянной формы. Форма жидкого тела определяется формой сосуда, в котором находится жидкость, действием внешних сил и сил поверхностного натяжения.

Большая свобода движения молекул в жидкости приводит к большей скорости диффузии в жидкостях по сравнению с твердыми телами, обеспечивает возможность растворения твердых веществ в жидкостях.

С силами притяжения между молекулами и подвижностью молекул в жидкостях связано проявление сил поверхностного натяжения. Внутри жидкости силы притяжения, действующие на одну молекулу со стороны соседних с ней молекул, взаимно компенсируются. Любая молекула, находящаяся у поверхности жидкости, притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости. Под действием этих сил молекулы с поверхности жидкости уходят внутрь жидкости и число молекул, находящихся на поверхности, уменьшается до тех пор, пока свободная поверхность жидкости не достигнет минимального из возможных в данных условиях значения. Минимальную поверхность среди тел данного объема имеет шар, поэтому при отсутствии или пренебрежимо малом действии других сил жидкость под действием сил поверхностного натяжения принимает форму шара.

Силой поверхностного натяжения называют силу, которая действует вдоль поверхности жидкости перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремится сократить ее до минимума. Коэффициент поверхностного натяжения выражается в ньютонах на метр (Н/м). Поверхностное натяжение различно у разных жидкостей.

Дальний порядок и ближний порядок, упорядоченность во взаимном расположении атомов или молекул в твёрдых телах и жидкостях. Упорядоченность на расстояниях, сравнимых с межатомными, называется ближним порядком, а упорядоченность, повторяющаяся на неограниченно больших расстояниях, — дальним порядком. В идеальном газе расположение атома в какой-либо точке пространства не зависит от расположения других атомов. Т. о., в идеальном газе отсутствует Д. п. и б. п., но уже в жидкостях и аморфных телах существует ближний порядок — некоторая закономерность в расположении соседних атомов. На больших расстояниях порядок "размывается" и постепенно переходит в "беспорядок", т. е. дальнего порядка в жидкости и аморфных телах нет.

63.Давление под искривленной поверхностью жидкости. Смачивание.

На границе соприкосновения сред может наблюдаться смачивание и несмачивание.

1. рассмотрим поведение капли жидкости (ж-ти) на поверхности другой, несмешивающейся с ней ж-ти.

На пов-ти раздела каждых 2-х сред (1 и 3, 1 и 2, 3 и 2) действуют силы поверхностного натяжения. Если эти силы разделить на длину окружности капли, то получаем коэффициент пов-го натяжения. Угол θ между смачиваемой пов-тью и касательной к пов-ти смачивающей ж-ти называется краевым. За меру смачиваемости принимают величину: cosθ=(δ3,2 - δ3,1)/δ2,1

2. Рассмотрим поведение капли ж-ти на пов-ти твёрдого тела.

Если δ3,2 >δ3,1; θ<π/2 и ж-ть смачивает твёрдое тело, пов-ть твёрдого тела называется гидрофильной.

Если δ3,2 <δ3,1; θ>π/2 и жидкость смачивает твёрдое тело, то пов-ть твёрдого тела – гидрофобная.

Под действием сил поверхностного натяжения слой ж-ти искривляется, что равносильно появлению дополнительного давления по отношению к внешнему

Результативная сил (Fрез) пов-го натяжения искривлённой пов-ти направлена в сторону вогнутости, т.е. к центру кривизны.

∆Р = F/S = δ l/π r2 = δ 2π r/π r2

Р = F/S = m g/S = V ρ g/S = S ρ g h/S =ρ g h

Искривлённая пов-ть (мениск) возникает в узких капиллярных трубках в рез-те смачивания или несмачивания жидкостью их пов-ти. При смачивании образуется вогнутый мениск. Силы давления направлены от ж-ти (наружу), т.е. вверх и обуславливают подъём ж-ти в капиллярах.

Если силы притяжения молекул жидкостей между собой меньше сил притяжения молекул жидкости к поверхности твердого тела, то жидкость смачивает поверхность твердого тела.

Если же силы взаимодействия молекул жидкости и молекул твердого тела меньше сил взаимодействия между молекулами жидкости, то жидкость не смачивает поверхность твердого тела.

64.Капиллярные явления и их роль в биологических системах.

Особенности взаимодействия жидкостей со смачиваемыми и несмачиваемыми поверхностями твердых тел являются причиной капиллярных явлений.

Капилляром называется трубка с малым внутренним диаметром. Если взять капиллярную стеклянную трубку и погрузить один ее конец в воду, то внутри капиллярной трубки уровень воды оказывается выше уровня открытой поверхности воды.

При полном смачивании жидкостью поверхности твердого тела силу поверхностного натяжения можно считать направленной вдоль поверхности твердого тела перпендикулярно к границе соприкосновения твердого тела и жидкости. В этом случае подъем жидкости вдоль смачиваемой поверхности продолжается до тех пор, пока сила тяжести, действующая на столб жидкости в капилляре и направленная вниз, не станет равной по модулю силе поверхностного натяжения, действующей вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра.

Под действием сил поверхностного натяжения слой ж-ти искривляется, что равносильно появлению дополнительного давления по отношению к внешнему

Результативная сил (Fрез) пов-го натяжения искривлённой пов-ти направлена в сторону вогнутости, т.е. к центру кривизны.

Искривлённая пов-ть (мениск) возникает в узких капиллярных трубках в рез-те смачивания или несмачивания жидкостью их пов-ти. При смачивании образуется вогнутый мениск. Силы давления направлены от ж-ти (наружу), т.е. вверх и обуславливают подъём ж-ти в капиллярах.