Молекулы разных веществ притягиваются друг к другу с разной силой.

Явление смачивания и несмачивания Мы привыкли, что чернила хорошо впитываются в бумагу, нас не удивляет, что вода хорошо пропитывает ткань. Так происходит потому, что эти жидкости хорошо смачивают большинство предметов. Но вода, к примеру, не смачивает жирные поверхности. Ртуть же, в противоположность воде, совсем не смачивает стекло. Она собирается на его поверхности в виде капелек, в то время когда вода растекается тонким слоем. В чем причина явления смачивания? Тот факт, что вода стремится занять как можно большую площадь поверхности стекла, свидетельствует о более сильном притяжении молекул воды к молекулам стекла, чем молекул воды друг к к другу. В случае со ртутью все наоборот: ее молекулы друг к другу притягиваются сильнее, чем к молекулам стекла. Ртуть потому и собирается в каплю, что в этом случае все ее молекулы находятся как можно ближе друг к другу.

Явление смачивания и не смачивания часто встречается в природе и быту. Например, водоплавающие птицы смазывают перья жиром, выделяющимся из специальных желез (внутренних органов птицы). Вода не смачивает жир и, поэтому, перья остаются сухими даже при нырянии (пословица "как с гуся вода"). Благодаря явлению смачивания мы можем вытираться полотенцами, мыть посуду, стирать белье. Благодаря явлению не смачивания мы можем ходить под зонтами и в плащах, не промокающих под дождем. Явление смачивания и не смачивания Итак, явление смачивания и не смачивания объясняется различным взаимодействием молекул тела и жидкости. Если молекулы жидкости притягиваются к телу сильнее, чем друг к другу, то такая жидкость смачивает тело. Если же молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к телу, то жидкость не будет смачивать данное тело.

Что это за явление?

Ртуть, напротив, опустится ниже уровня в чаше (правый рисунок). Это явление подъема или опускания уровня жидкости в тонких трубках по сравнению с уровнем жидкости в широком сосуде называется явлением капиллярности, а трубки для наблюдения этого явления – капиллярами (греч. "капиллус" – волос). Из рассмотренных примеров нетрудно заметить, что жидкости, смачивающие материал, из которого сделан капилляр, будут в нем подниматься (вода и стекло). И наоборот: жидкости, не смачивающие капилляр, будут в нем опускаться (стекло и ртуть). Кроме того, высота подъема (опускания) жидкости зависит от толщины трубки: чем тоньше капилляр, тем больше высота поднятия (опускания) жидкости. С явлением смачивания и не смачивания очень тесно связано явление капиллярности. Познакомимся с ним на опыте. Если стеклянную трубку опустить в чашу с водой, то внутри трубки вода поднимется на некоторую высоту (левый рисунок).

Объясним явление капиллярности. Рассмотрим следующий опыт. В сосуд с водой опустим две стеклянные пластинки. Поскольку стекло смачивается водой, то вблизи поверхности пластинок водная поверхность в сосуде искривится. Приближая стекла друг к другу (см. рисунки 2, 3), мы сблизим искривившиеся водные поверхности, и нижние их части сомкнутся уже выше уровня воды в сосуде (см. рисунки 3, 4). Получается, что мы сконструировали "действующую модель" капилляра. Вода как бы "прильнет" к стеклам, пытаясь "всползти" по ним вверх (рис. 1). Вы видите, что искривление водной поверхности происходит как на внешней, так и на внутренней стороне пластинок.

Капиллярный эффект используется в неразрушающем контроле (капиллярный контроль или контроль проникающими веществами)для выявления дефектов, имеющих выход на поверхность контролируемого изделия. Позволяет выявлять трещины с раскрытием от 1 мкм, которые не видны невооруженным глазом. На основе капиллярности основана жизнедеятельность животных и растений, химические технологии, бытовые явления (например, подъём керосина по фитилю в керосиновой лампе, вытирание рук полотенцем). Капиллярность почвы определяется скоростью, с которой вода поднимается в почве и зависит от размера промежутков между почвенными частицами. В сухую погоду почва ссыхается, и в ней образуются трещины – капилляры. По ним вода поднимается вверх и испаряется. Поверхность земли высыхает ещё больше. Для сохранения влаги внутри земли верхний слой почвы разрыхляют. При этом капилляры разрушаются и вода остаётся в почве. И наоборот, когда почва слишком влажная, её укатывают. Капилляры в ней делаются тоньше, и глубина, с которой по ним поднимается жидкость, увеличивается. Поднимаясь на верх, вода испаряется, и почва постепенно высыхает. Капиллярами называются тонкие трубки, а также самые тонкие сосуды в организме человека и других животных.

1. Опишите опыт, в котором наблюдается смачивания стекла водой. 2. Приведите примеры жидкостей, смачивающих и не смачивающих те или иные твёрдые тела. 3. Как объясняются явления смачивания и не смачивания на основе представления о взаимодействии молекул? 4. Почему маленькие капли росы на листьях некоторых растений имеют форму шариков, тогда как на листьях других растений роса растекается тонким слоем? 5. Для чего водоплавающие птицы смазывают свои перья жиром? 6. Что представляют собой капилляры? 7. Почему растекаются чернила при письме на бумаге плохого качества? 8. Почему мокрые руки плохо вытираются шёлковой тканью? 9. На чём основаны такие способы регулировки водного режима почвы, как прокатка и боронование? 10. Почему два сухих листочка бумаги не слипаются, если их приложить друг к другу, а смоченные водой слипаются? 11. Слипнутся ли два листочка бумаги, если один из них смочить водой, а другой растительным маслом?

12. Почему для разделения листов бумаги, смоченных водой, требуется значительно большее усилие, чем при перелистывании сухих страниц книги? 13. Почему после дождя пыль на дороге не поднимается? 14. Как объяснить явления смачивания на основе представления о взаимодействия молекул? 15. Почему маленькие капли росы на листьях некоторых растений имеют форму шариков, тогда как на листьях других растений роса растекается тонким слоем? 16. Почему мокрые руки плохо вытираются шелковой тканью? 17. На чём основаны такие способы регулировки водного режима почвы, как прикатывание и боронование? 18. Что такое капилляр? Какую жидкость можно налить в стакан выше его краёв? Можно налить несмачивающую жидкость, так как силы взаимодействия между молекулами жидкости больше сил взаимодействия между молекулами жидкости и стекла. Равнодействующая всех сил направлена внутрь жидкости и удерживает частицы жидкости, оказавшиеся выше краёв стакана. Проверь себя