25) Давление под изогнутой поверхностью жидкости(???). Формула Лапласа(не точно). Капиллярные явления.

Локальная приближенная формула Лапласа.

При больших n имеет место приближенное равенство

где

n - число опытов (испытаний),

p - вероятность успеха,

q=1-p - вероятность неуспеха,

 ,

 .

Интегральная приближенная формула Лапласа.

При больших n имеет место приближенное равенство

где

n - число опытов (испытаний),

p - вероятность успеха,

q=1-p - вероятность неуспеха,

 ,

 ,

Функция Ф(х) называется функцией Лапласа. При нахождении значений функции     и  для отрицательных значений аргументов следует иметь в виду, что   - четная, аФ(х) – нечетная.

Отметим еще, что приближенными формулами Лапласа (1) и (2) на практике пользуются в случае, если npq > 10 или npq = 10. Если же npq < 10, то эти формулы приводят к довольно большим погрешностям.

Капиллярные явления, поверхностные явления на границе жидкости с др. средой, связанные с искривлением ее поверхности. Искривление поверхности жидкости на границе с газовой фазой происходит в результате действияповерхностного натяжения жидкости, которое стремится сократить поверхность раздела и придать ограниченному объему жидкости форму шара. Поскольку шар обладает минимальной поверхностью при данном объеме, такая форма отвечает минимуму поверхностной энергии жидкости, т.е. ее устойчивому равновесному состоянию. В случае достаточно больших масс жидкости действие поверхностного натяжения компенсируется силой тяжести, поэтому маловязкая жидкость быстро принимает форму сосуда, в который она налита, а ее своб. поверхность представляется практически плоской.

В отсутствие силы тяжести или в случае очень малых масс жидкость всегда принимает сферическую форму (капля), кривизна поверхности которой определяет мн. свойства вещества. Поэтому капиллярные явления ярко выражены и играют существенную роль в условиях невесомости, при дроблении жидкости в газовой среде (или распылении газа в жидкости) и образовании систем, состоящих из многих капель или пузырьков (эмульсий, аэрозолей,пен), призарождении новой фазы капель жидкости при конденсации паров. пузырьков пара при вскипании, зародышейкристаллизации. При контакте жидкости с конденсированными телами (другой жидкостью или твердым телом) искривление поверхности раздела происходит в результате действия межфазного натяжения. 

В случае смачивания, например, при соприкосновении жидкости с твердой стенкой сосуда, силы притяжения, действующие между молекулами твердого тела и жидкости, заставляют ее подниматься по стенке сосуда, вследствие чего примыкающий к стенке участок поверхности жидкости принимает вогнутую форму. В узких каналах, например, цилиндрических капиллярах, образуется вогнутый мениск - полностью искривленная поверхность жидкости.

26) Явление смачивания. Краевой угол смачивания. Свойства тонких пленок.

Явления смачивания и несмачивания относятся к капиллярным явлениям. Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости к трубках с малым диаметром. Смачивание – это подъем жидкостей по капиллярам. Несмачивание – это опускание жидкости по капиллярам.

Жидкость поднимается по капиллярам до тех пор, пока сила тяжести не сравняется по модулю с результирующей сил поверхностного натяжения, т.е. не станет верным равенство

Высота столба жидкости рассчитывается по формуле:

При полном смачивании, когда   высота столба жидкости будет равна:

При полном несмачивании  , высота h < 0. Это значит, что уровень жидкости в капилляре будет ниже уровня жидкости в сосуде.

На поверхности стекла вода образует тонкую пленку, а ртуть собирается в капли. Это происходит потому, что сила притяжения молекул ртути друг к другу больше силы притяжения молекул ртути к молекулам стекла. Сила притяжения молекул воды друг к другу меньше силы притяжения молекул воды к молекулам стекла.

Вывод: если молекулы жидкости притягиваются к телу сильнее чем друг к другу, то жидкость смачивает тело. Если же наоборот – то жидкость не смачивает тело.

Смачивание, поверхностное явление, наблюдаемое при контакте жидкости с твердым телом в присутствии третьей фазы-газа (пара) или другой жидкости, которая не смешивается с первой (так называемое избирательное смачивание). Характерная особенность смачивание-наличие линий контакта трех фаз (линии смачивание).

Основные термодинамические характеристики смачивания - равновесный краевой угол смачивания q₀, работа адгезииW_a, теплота смачивания q_W. Равновесный краевой угол смачивание определяется наклоном поверхности жидкости(например, капли) к смоченной ею поверхности твердого тела; вершина угла находится на линии смачивание Равновесный краевой угол определяется уравнением Юнга:

cosq₀ = (s_s-s_sl)/s_sl,

где s_s и s_sl-соответствующе удельные свободные поверхностные энергии твердого тела на границе с газом и в контакте со смачивающей жидкостью, s_l-поверхностное натяжение жидкости.

Тонкие плёнки (англ. thin films) — тонкие слои материала, толщина которых находится в диапазоне от долей нанометра (моноатомного слоя) до нескольких микрон.

Тонкие плёнки могут быть твёрдыми или жидкими (реже — газообразными). Состав, структура и свойства тонких плёнок могут отличаться от таковых для объемной фазы, из которой образовалась тонкая плёнка. К твёрдым тонким пленкам относятся оксидные плёнки на поверхности металлов и искусственные плёночные покрытия, формируемые на различных материалах с целью создания приборов микроэлектроники, предотвращения коррозии, улучшения внешнего вида и т. п.