Добавочное давление. Формула Лапласа. Капиллярность

Если поверхность жидкости является мениском, то под ним возникает дополнительное

давление по отношению к молекулярному давлению под плоской поверхностью

жидкости.

Это дополнительное давление называется добавочным давлением и обозначается

символом «Р_я».,

При выпуклых менисках добавочное давление считается положительным и его силы

направлены по радиусам кривизны свободной поверхности в сторону жидкой фазы и

вызывают опускание жидкости в вертикальном капилляре (несмачивающая жидкость)

При вогнутых менисках (смачивающая жидкость) добавочное давление считают отрицательным, направленным в сторону газовой фазы.

Отрицательное давление подвергнутым мениском вызывает поднятие жидкости в вертикальном капилляре.

Значение добавочного давления можно определить по Формуле Лапласа, основанной на геометрических построениях и доказательствах для так называемой средней кривизны искривленной поверхности жидкости.

Среднюю кривизну обозначают символом «с*», цэ с чертой) и для типичных (сферический и цилиндрический) менисков вычисляют по формулам:

2 1

^сфер."" ^цнп. ⁼

R - радиус кривизны менисков.

Для расчета средней кривизны атипического мениска «С_а™п.» используют формулу:

сГгип.^ _J_ +1. \

\ R, R2 I

ri и R2 - радиусы кривизны поверхности жидкости в двух взаимноперпендикулярных

сечениях.

С учетом вида искривленной поверхности и типа мениска формула Лапласа,

определяющая значение добавочного давления, будет соответствовать выражениям:

/

Ру^, = В Я

^-^/V-^-ir

^Рд=с2"^с^Г rJL Л-]

Pan**,..- <^ - (fa * fa)

Из формулы Лапласа следует:

Если С-0 Р_д=<о-0=0

Если С ^0 Р_д*б-с *0

Если мениск выпуклый, то добавочное давление положительно.

Если мениск вогнутый, то добавочное давление отрицательно.

При положительном давлении жидкость в капилляре опускается относительно

свободной поверхности, а при отрицательном - поднимается.

Капилярность - это физическое явление, которое проявляется в поднятии или

опускании жидкостей в щелевидных пространствах-капиллярах.

Физически капилляры представляют собой систему «твердоетело-жидкость-газ», в

которой газовая фаза представлена узкими трубками и щелями разной величины и

формы (капиллис-волосок).

Смачивающие жидкости в капиллярах поднимаются, а несмачивающие - опускаются относительно свободной поверхности жидкости в сосуде.

В медицине капиллярные явления используются для отсасывания с поверхности ран и операционного поля тканевых жидкостей и крови с помощью гигроскопической ваты и бинтов.