ظواهر التبول. الظواهر الشعرية

ترطيب- ظاهرة تنشأ بسبب تفاعل جزيئات السائل مع الجزيئات المواد الصلبة. إذا كانت قوى الجذب بين جزيئات السائل والصلب أكبر من قوى الجذب بين جزيئات السائل فإن السائل يسمى ترطيب; إذا كانت قوى الجذب بين السائل والجسم الصلب أقل من قوى الجذب بين جزيئات السائل فإن السائل يسمى عدم التبولهذا هو الجسم.

نفس السائل يمكن أن يكون مبللاً وغير مبلل بالنسبة لأجسام مختلفة. وبالتالي، فإن الماء يبلل الزجاج ولا يبلل السطح الدهني؛ فالزئبق لا يبلل الزجاج، بل يبلل النحاس.

يؤثر ترطيب أو عدم ترطيب جدران الوعاء الذي يوجد فيه السائل على شكل السطح الحر للسائل في الوعاء. إذا تم سكب كمية كبيرة من السائل في وعاء، فإن شكل سطحه يتحدد بالجاذبية، مما يضمن سطحًا مسطحًا وأفقيًا. ومع ذلك، عند الجدران نفسها، لا يزال سطح السائل منحنيًا.

دعونا نفكر في جزيء سائل بالقرب من جدار الوعاء (الشكل 1). دع \(~\vec F_1\) يكون محصلة القوى المؤثرة على هذا الجزيء من جانب الجسم الصلب، \(~\vec F_2\) - من جانب الجزيئات السائلة. القوة \(~\vec F_1\) متعامدة مع الجدار، ويتم توجيه \(~\vec F_2\) بزاوية قدرها 45 درجة على الحائط. لسائل ترطيب (الشكل 1، أ) وحدات القوة ف 1 > ف 2. محصلة هذه القوى \(~\vec F\) هي القوة الضغط الجزيئي، يتم تطبيقه على الجزيئات، ويجب توجيهه إلى عمق السائل بشكل عمودي على سطحه. لذلك فإن السطح القريب من الجدران ليس أفقيًا بل منحنيًا. تم إثبات الانحناء عند جدران السطح الحر بشكل مشابه بالنسبة لسائل غير مبلل (الشكل 1، ب).

مقياس الترطيب هو زاوية التلامس θ - وهي الزاوية بين المستوى المماس لسطح السائل والجدار (مستوى سطح المادة الصلبة). يوجد دائمًا سائل داخل زاوية التلامس (الشكل 2، أ، ​​ب). بالنسبة للسائل المبلل، θ تكون حادة، أما بالنسبة للسائل غير المبلل، فإن θ تكون منفرجة. مع ترطيب كامل θ = 0، مع عدم ترطيب كامل θ = 180°. إذا كان السائل المبلل موجودًا على سطح مفتوح من مادة صلبة (الشكل 3، أ)، فإنه ينتشر على هذا السطح. إذا كان هناك سائل غير رطب على السطح المفتوح لجسم صلب، فإنه يأخذ شكل قريب من كروي (الشكل 3، ب).

الترطيب مهم في الحياة اليومية وفي الصناعة. يعد الترطيب الجيد ضروريًا عند الصباغة والغسيل ومعالجة المواد الفوتوغرافية وتطبيق طبقات الطلاء والورنيش ومواد الإلتصاق واللحام وفي عمليات التعويم (إثراء الخامات بالصخور الثمينة).

على العكس من ذلك، عند بناء أجهزة العزل المائي، هناك حاجة إلى مواد لا تبلل بالماء.

الأدب

Aksenovich L. A. الفيزياء في مدرسة ثانوية: نظرية. المهام. الاختبارات: كتاب مدرسي. بدل للمؤسسات التي تقدم التعليم العام. البيئة والتعليم / L. A. Aksenovich، N. N. Rakina، K. S. Farino؛ إد. ك.س فارينو. - مين: Adukatsiya i vyhavanne، 2004. - ص 181-182.

عند السطح البيني بين الجسم السائل والجسم الصلب، تنشأ ظاهرة التبلل أو عدم التبلل بسبب تفاعل جزيئات السائل مع الجزيئات الصلبة:


الشكل 1: ظاهرة الترطيب (أ) وعدم الترطيب (ب) لسطح الجسم الصلب بالسائل (زاوية التلامس)

وبما أن ظاهرة التبلل وعدم التبلل تتحدد بالخصائص النسبية لمواد السائل والصلب، فإن نفس السائل يمكن أن يبلل مادة صلبة وعدم ترطيب مادة صلبة أخرى. على سبيل المثال، الماء يبلل الزجاج لكنه لا يبلل البارافين.

المقياس الكمي للتبول هو زاوية الاتصالالزاوية التي يشكلها سطح المادة الصلبة والمماس المرسوم على سطح السائل عند نقطة التلامس (يكون السائل داخل الزاوية).

عند التبليل، كلما كانت الزاوية أصغر، كان التبلل أقوى. إذا كانت زاوية الاتصال صفر، يسمى التبول كاملة أو مثالية. يمكن وصف حالة التبلل المثالي تقريبًا بأنها انتشار الكحول على سطح زجاجي نظيف. وفي هذه الحالة، ينتشر السائل على سطح المادة الصلبة حتى يغطي السطح بأكمله.

في حالة عدم التبول، كلما كانت الزاوية أكبر، كلما كان عدم التبلل أقوى. عند قيمة زاوية التلامس، يتم ملاحظة عدم التبلل الكامل. في هذه الحالة، لا يلتصق السائل بسطح المادة الصلبة ويتدحرج منه بسهولة. ويمكن ملاحظة ظاهرة مماثلة عندما نحاول غسل سطح دهني بالماء البارد. يتم تفسير خصائص التنظيف للصابون والمساحيق الاصطناعية من خلال حقيقة أن محلول الصابون يحتوي على توتر سطحي أقل من الماء. يمنع التوتر السطحي العالي للمياه من اختراق المسام الصغيرة والمساحات بين ألياف النسيج.

تلعب ظاهرة التبول وعدم التبول دورا هاما في حياة الإنسان. أثناء عمليات الإنتاج مثل الإلتصاق والطلاء واللحام، من المهم جدًا ضمان ترطيب السطح. في حين أن ضمان عدم التبلل أمر مهم جدًا عند إنشاء مواد مقاومة للماء وتركيبها. في الطب، تعد ظاهرة الترطيب مهمة لضمان حركة الدم عبر الشعيرات الدموية والتنفس والعمليات البيولوجية الأخرى.

وتتجلى ظاهرة التبول وعدم التبول بشكل واضح في الأنابيب الضيقة - الشعيرات الدموية.

الظواهر الشعرية

تعريف

الظواهر الشعرية- هو ارتفاع أو انخفاض السائل في الشعيرات الدموية مقارنة بمستوى السائل في الأنابيب الواسعة.

يرتفع سائل الترطيب عبر الشعيرات الدموية. السائل الذي لا يبلل جدران الوعاء يغرق في الشعيرات الدموية.

ارتفاع ح من رفع السائل من خلال الشعيرات الدمويةيتم تحديده من خلال العلاقة:

أين هو المعامل التوتر السطحيالسوائل؛ كثافة السائل نصف قطر الشعرية، والتسارع السقوط الحر.

يتم حساب العمق الذي ينحدر إليه السائل في الشعيرات الدموية باستخدام نفس الصيغة.

تعريف

يسمى السطح المنحني للسائل الغضروف المفصلي.

تحت الغضروف المفصلي المقعر للسائل المبلل، يكون الضغط أقل منه تحت سطح مستو. لذلك يرتفع السائل الموجود في الشعيرات الدموية حتى ذلك الحين. حتى يعوض الضغط الهيدروستاتيكي للسائل المرفوع في الشعيرات الدموية على مستوى السطح المستوي فرق الضغط. تحت الغضروف المفصلي المحدب للسائل غير المبلل، يكون الضغط أكبر منه تحت السطح المسطح، مما يؤدي إلى غرق السائل في الشعيرات الدموية.

يمكننا أن نلاحظ الظواهر الشعرية في الطبيعة وفي الحياة اليومية. على سبيل المثال، تحتوي التربة على بنية فضفاضة وبين جزيئاتها الفردية هناك فجوات، وهي الشعيرات الدموية. عند الري من خلال الشعيرات الدموية، يرتفع الماء إلى نظام جذر النباتات، ويزودها بالرطوبة. أيضا الماء في التربة، ويرتفع من خلال الشعيرات الدموية. يتبخر. لتقليل كفاءة التبخر، وبالتالي تقليل فقدان الرطوبة، يتم فك التربة وتدمير الشعيرات الدموية. في الحياة اليومية، يتم استخدام الظواهر الشعرية عند مسح سطح مبلل بمنشفة ورقية أو منديل.

أمثلة على حل المشكلات

مثال 1

يمارس في أنبوب شعري نصف قطره 0.5 مم، يرتفع السائل بمقدار 11 مم. أوجد كثافة هذا السائل إذا كان معامل التوتر السطحي له .
حل

من أين تأتي كثافة السائل:

دعونا نحول الوحدات إلى نظام SI: نصف قطر الأنبوب؛ ارتفاع رفع السائل معامل التوتر السطحي السائل.

تسارع الجاذبية .

دعونا نحسب:

إجابة كثافة السائل

مثال 2

يمارس أوجد كتلة الماء الصاعدة عبر أنبوب شعري قطره 0.5 مم.
حل يتم تحديد ارتفاع السائل الذي يرتفع خلال الشعيرات الدموية بالصيغة:

كثافة السائل:

يتم حساب حجم العمود السائل الذي يرتفع عبر الأنبوب الشعري على أنه حجم الأسطوانة مع الارتفاع ومساحة القاعدة:

بالتعويض عن نسبة حجم عمود السائل في صيغة كثافة السائل، نحصل على:

مع الأخذ في الاعتبار العلاقة الأخيرة، وكذلك حقيقة أن نصف قطر الشعيرات الدموية، وارتفاع السائل الذي يرتفع على طول الشعيرات الدموية:

ومن العلاقة الأخيرة نجد كتلة السائل:

دعونا نحول الوحدات إلى نظام SI: قطر الأنبوب.

تسارع الجاذبية .

معامل التوتر السطحي للماء.

دعونا نحسب:

إجابة كتلة الماء التي ترتفع عبر الأنبوب الشعري كجم.

التبول هو ظاهرة سطحية تتكون من تفاعل السائل مع سطح جسم صلب أو أي جسم آخر.

هناك نوعان من الترطيب:

    الغمر (كامل سطح المادة الصلبة على اتصال بالسائل)

    الاتصال (يتكون من 3 مراحل - الصلبة والسائلة والغازية)

تتميز درجة الترطيب بزاوية الاتصال. زاوية التلامس (أو زاوية التلامس) هي الزاوية التي تشكلها المستويات المماسية للأسطح البينية التي تحد من السائل المرطب، وتقع قمة الزاوية على الخط الفاصل بين الأطوار الثلاثة. تقاس بطريقة الهبوط لاطئة. في حالة المساحيق، لم يتم حتى الآن تطوير طرق موثوقة توفر درجة عالية من التكاثر (2008). تم اقتراح طريقة وزنية لتحديد درجة الترطيب، لكن لم يتم توحيدها بعد.

يعد قياس درجة الترطيب أمرًا مهمًا جدًا في العديد من الصناعات

(الطلاء والورنيش، الأدوية، مستحضرات التجميل، الخ). على سبيل المثال، يتم تطبيق طلاءات خاصة على الزجاج الأمامي للسيارة، والذي يجب أن يكون مقاومًا لأنواع مختلفة من التلوث. يمكن تحسين التركيب والخصائص الفيزيائية لطلاءات الزجاج والعدسات اللاصقة بناءً على نتائج قياس زاوية التلامس.

عندما يتلامس السائل مع سطح مادة صلبة، هناك حالتان محتملتان: السائل يبلل المادة الصلبة ولا يبللها. فلو مثلاً وضعت قطرات الزئبق على سطح حديد نقي وعلى زجاج نظيف، فإنها على سطح الحديد تنتشر، وعلى سطح الزجاج يكون لها شكل قريب من الكروية.

إذا كانت قوى التفاعل بين جزيئات المادة الصلبة وجزيئات السائل أكبر من قوى التفاعل بين جزيئات السائل، فإن السائل يبلل المادة الصلبة (الزئبق والحديد). وفي حالة أخرى لا يبلل السائل المادة الصلبة (الزئبق والحديد).

يسمى السطح المنحني للسائل الموجود في أنابيب أسطوانية ضيقة أو بالقرب من جدران الوعاء الغضروف المفصلييرتفع سطح السائل المبلل بالقرب من جسم صلب، ويكون الغضروف المفصلي مقعرًا (الشكل 49.1، أ). في السائل غير المبلل، ينخفض ​​سطحه بالقرب من الجسم الصلب إلى حد ما، ويكون الغضروف المفصلي محدبًا (الشكل 49.1). ، ب).

الشكل 49.1

لتحديد ما إذا كان السائل رطبًا أم غير رطب بالنسبة لجسم صلب، يمكنك استخدام زاوية التلامس (الزاوية بين سطح الجسم الصلب والمماس لسطح السائل عند النقطة M).

بالنسبة لسائل يبلل سطح مادة صلبة، تكون زاوية التلامس حادة (< π/2); чем лучше смачивание, тем меньше. Для полного смачивания= 0. Для несмачивающих жидкостей краевой угол изменяется в пределах π/2 << π; при полном не смачивании= π.

يحتوي السائل المبلل على هلالة مقعرة، بينما يحتوي السائل غير المبلل على هلالة محدبة.

يعتمد الترطيب على العلاقة بين قوى التصاق جزيئات السائل مع جزيئات (أو ذرات) الجسم المبلل (التصاق) وقوى الالتصاق المتبادل لجزيئات السائل (التماسك).

تتميز درجة الترطيب بزاوية الاتصال. زاوية التلامس (أو زاوية التلامس) هي الزاوية التي تشكلها المستويات المماسية للأسطح البينية التي تحد من السائل المرطب، وتقع قمة الزاوية على الخط الفاصل بين الأطوار الثلاثة. تقاس بطريقة الهبوط لاطئة. وفي حالة المساحيق، لم يتم حتى الآن تطوير طرق موثوقة تعطي درجة عالية من إمكانية التكاثر. تم اقتراح طريقة وزنية لتحديد درجة الترطيب، لكن لم يتم توحيدها بعد.

يعد قياس درجة التبلل أمرًا مهمًا جدًا في العديد من الصناعات (الدهانات والأدوية ومستحضرات التجميل وغيرها). على سبيل المثال، يتم تطبيق طلاءات خاصة على الزجاج الأمامي للسيارات، والتي يجب أن تكون مقاومة لأنواع مختلفة من التلوث. يمكن تحسين التركيب والخصائص الفيزيائية لطلاءات الزجاج والعدسات اللاصقة بناءً على نتائج قياس زاوية التلامس.

على سبيل المثال، تعتمد الطريقة الشائعة لزيادة إنتاج الزيت عن طريق حقن الماء في الخزان على حقيقة أن الماء يملأ المسام ويعصر الزيت. في حالة المسام الصغيرة والمياه النقية، هذا ليس هو الحال، لذلك يجب إضافة مواد خافضة للتوتر السطحي خاصة. يمكن قياس تقييم قابلية بلل الصخور عند إضافة محاليل ذات تركيبات مختلفة باستخدام أدوات مختلفة.

قابلية الماء للتبلل.

تتجلى هذه الخاصية بوضوح شديد في قدرة الماء على "الالتصاق" بالعديد من الأشياء، أي تبليلها. وعند دراسة هذه الظاهرة تبين أن جميع المواد التي تتبلل بسهولة بالماء (الطين والرمل والزجاج والورق وغيرها) تحتوي بالتأكيد على ذرات الأكسجين. لشرح طبيعة الترطيب، تبين أن هذه الحقيقة هي الحقيقة الأساسية: الجزيئات غير المتوازنة طاقيًا في الطبقة السطحية من الماء قادرة على تكوين روابط هيدروجينية إضافية مع ذرات الأكسجين "الغريبة". وبسبب التوتر السطحي وقدرته على التبلل، يمكن أن يرتفع الماء في قنوات عمودية ضيقة إلى ارتفاع أكبر من الارتفاع الذي تسمح به الجاذبية، أي أن الماء له خاصية الخاصية الشعرية.

  • عند النظر في الصورة الجزيئية للطبقة السطحية للسائل، لاحظنا أن جزيئات السائل الموجودة على السطح الذي يفصل بين السائل والغاز (هواء أو بخار هذا السائل) لا تنجذب تقريبًا إلى جزيئات الغاز (تركيز جزيئات الغاز منخفض جدًا ). أما إذا كان السائل يحد مادة صلبة، فإن النتيجة تكون مختلفة.

الظواهر في الواجهة السائلة الصلبة

عند الحدود بين السائل والصلب، لم يعد من الممكن تجاهل قوى الجذب بين جزيئات السائل وجزيئات المادة الصلبة. علاوة على ذلك، ففي بعض الحالات يتبين أن قوة التجاذب بين جزيئات السائل والجسم الصلب أكبر من قوة التجاذب بين جزيئات السائل نفسه. في هذه الحالة، يقال إن السائل يبلل المادة الصلبة. إذا كانت قوى الجذب بين جزيئات السائل أكبر من قوى الجذب بين جزيئات الجسم الصلب وجزيئات السائل، فإن هذا السائل يسمى غير رطب.

وهكذا، فإن الزجاج يبلل بالماء، ولكن لا يبلل بالزئبق. وهذا يعني أن قوة الجذب بين جزيئات الماء وجزيئات الزجاج أكبر من قوة جذب جزيئات الماء. وفي حالة الزئبق والزجاج، تكون قوى التجاذب بين جزيئات الزئبق والزجاج صغيرة مقارنة بقوى التجاذب بين جزيئات الزئبق.

وهذا ما تؤكده التجربة التالية. نعلق صفيحة زجاجية نظيفة على ميزان بتعليق مختصر ونضع تحتها وعاء به ماء. عند ملامستها للماء، يتم ترطيب اللوحة وإمساكها بها. لتمزيق اللوحة من الماء، تحتاج إلى وضع وزن صغير على المقلاة الأخرى من الميزان (الشكل 7.14، أ).

أرز. 7.14

تبين أن الجزء السفلي من اللوحة المنفصلة مغطى بالماء (الشكل 7.14، ب). وهذا يثبت أن التمزق لم يحدث بين سطوح الصفيحة والماء، بل بين طبقات الماء. ولذلك فإن قوة التجاذب بين جزيئات الزجاج وجزيئات الماء أكبر من قوة التجاذب بين جزيئات الماء.

إذا جعلنا نفس اللوحة الزجاجية لا تتلامس مع الماء، ولكن مع الزئبق، فسيظل الجزء السفلي من اللوحة نظيفا (الشكل 7.14، ج). وهذا يعني أن التفاعل بين جزيئات الزئبق أقوى من التفاعل بين جزيئات الزجاج والزئبق. هنا يمكننا أن نعطي تشبيهًا بسلسلة ممتدة تنكسر حيث توجد الحلقة الأضعف.

من السهل جدًا التمييز بين السائل المبلل والسائل غير المبلل. للقيام بذلك، يكفي تطبيق قطرة من السائل على سطح مادة صلبة. إذا كان السائل يبلل الجسم، فإن القطرة تنتشر على السطح؛ ولا ينتشر السائل غير المبلل (الشكل 7.15).

أرز. 7.15

الغضروف المفصلي

يعتمد شكل سطح السائل عند النقطة التي يتلامس فيها مع الجدار الصلب والغاز على ما إذا كان السائل يبلل أو لا يبلل جدران الحاوية. إذا كان السائل رطبًا، فإن الزاوية Θ بين المماس لسطح السائل والصلب عند الحدود المشتركة للوسائط الثلاثة، المقاسة داخل السائل (زاوية التلامس)، تكون حادة (الشكل 7.16، أ). في الحالة التي لا يبلل فيها السائل المادة الصلبة، تكون زاوية التلامس Θ منفرجة (الشكل 7.16، ب). في حالة التبول الكامل، Θ = 0°، وعدم التبلل الكامل - Θ = 180°.

أرز. 7.16

فقط جزء السطح السائل الذي تمت إزالته من جدران الوعاء يكون أفقيًا. من خلال تقريب الجدران المتقابلة من بعضها البعض (أخذ وعاء أضيق)، سنقوم بتقليل الجزء الأفقي من السطح الحر للسائل (الشكل 7.17، أ، ب)، حتى يختفي تمامًا (الشكل 7.17، ج). يصبح سطح السائل منحنيا. يُطلق على السطح المنحني للسائل اسم الغضروف المفصلي (من الكلمة اليونانية مينيسوس - الهلال).

أرز. 7.17

في الأنابيب الضيقة، تحتوي السوائل المبللة على هلالة مقعرة (انظر الشكل 7.17، ج)، والسوائل غير المبللة لها هلالة محدبة (الشكل 7.18).

أرز. 7.18

في الأنابيب الضيقة ذات الترطيب الكامل (أو عدم الترطيب)، يكون الغضروف المفصلي السائل عبارة عن نصف كرة نصف قطره يساوي نصف القطر r لقناة الأنبوب. إذا كان الترطيب (أو عدم الترطيب) غير مكتمل، فإن الغضروف المفصلي للسائل في الأنابيب الضيقة يتم أخذه أيضًا كجزء من كرة، نصف قطرها R يرتبط بنصف قطر الأنبوب بالعلاقة r = R cos Θ (الشكل 7.19).

أرز. 7.19

قيمة الترطيب

الترطيب مهم في الصناعة والحياة اليومية. يعد الترطيب الجيد ضروريًا عند الصباغة والغسيل ومعالجة المواد الفوتوغرافية وتطبيق الطلاء والطلاءات الورنيش وما إلى ذلك.

يتم تفسير خصائص التنظيف للصابون والمساحيق الاصطناعية من خلال حقيقة أن محلول الصابون يحتوي على توتر سطحي أقل من الماء. يمنع التوتر السطحي العالي للماء من التغلغل في الفراغات الموجودة بين ألياف القماش وإلى المسام الصغيرة.

هناك ظرف آخر مهم. جزيئات الصابون لها شكل مستطيل. أحد الأطراف لديه "ميل" للماء وهو مغمور في الماء. أما الطرف الآخر فيطرده الماء ويلتصق بجزيئات الدهون. تغلف جزيئات الماء جزيئات الدهون وتساعد على التخلص منها.

يعد ربط الخشب والجلود والمطاط والمواد الأخرى أيضًا مثالاً على استخدام خصائص الترطيب. يرتبط اللحام أيضًا بخصائص الترطيب وعدم الترطيب. لكي ينتشر اللحام المنصهر (على سبيل المثال، سبيكة من القصدير والرصاص) بشكل جيد على أسطح الأجسام المعدنية التي يتم لحامها ويلتصق بها، يجب تنظيف هذه الأسطح جيدًا من الشحوم والغبار والأكاسيد. يمكن استخدام لحام القصدير في لحام الأجزاء المصنوعة من النحاس والنحاس الأصفر. ولكن الألومنيوم لا يبلل بواسطة لحام القصدير. لحام منتجات الألومنيوم، يتم استخدام لحام خاص يتكون من الألومنيوم والسيليكون.

من الأمثلة المهمة على تطبيق ظاهرة الترطيب وعدم الترطيب عملية التعويم لإثراء الخام. ولهذا الغرض، يتم سحق الخام بحيث تفقد قطع الصخور الثمينة الاتصال بالشوائب غير الضرورية. ثم يتم رج المسحوق الناتج في الماء الذي تضاف إليه المواد الزيتية. والزيت يغلف (يبلل) الصخر الثمين، لكنه لا يلتصق بالشوائب (لا يبللها). يتم نفخ الهواء في التعليق الناتج. تلتصق فقاعات الهواء بقطع من الصخور الثمينة التي لا تبلل بالماء (بسبب الطلاء بطبقة زيتية). يحدث هذا لأن طبقة رقيقة من الماء بين فقاعات الهواء وطبقة الزيت التي تغلف الصخرة الثمينة، وتميل إلى تقليل سطحها، تكشف سطح طبقة الزيت (تمامًا كما يتجمع الماء على سطح دهني في قطرات، مما يكشف هذا السطح) . ترتفع حبيبات الصخور الثمينة مع فقاعات الهواء الملتصقة بها إلى الأعلى تحت تأثير قوة أرخميدس، بينما تستقر الشوائب غير الضرورية في القاع (الشكل 7.20).

أرز. 7.20

يبلل الماء أسطح بعض المواد الصلبة (يلتصق بها) ولا يبلل أسطح غيرها. تحدد خصائص الماء هذه العديد من الظواهر المفيدة والفضولية.

ومن المعروف من الممارسة أن قطرة الماء تنتشر على الزجاج وتأخذ الشكل الموضح في الشكل. 98، بينما يتحول الزئبق الموجود على نفس السطح إلى قطرة مسطحة إلى حد ما (الشكل 99). في الحالة الأولى يقولون أن السائل يبللسطح صلب، في الثانية - لا يبللها. يعتمد الترطيب على طبيعة القوى المؤثرة بين جزيئات الطبقات السطحية للوسائط الملامسة. بالنسبة للسائل المبلل، تكون قوة الجذب بين جزيئات السائل والصلب أكبر منها بين جزيئات السائل نفسه، ويميل السائل إلى زيادة سطح التلامس مع المادة الصلبة. بالنسبة للسائل غير المبلل، تكون قوة الجذب بين جزيئات السائل والصلب أقل منها بين جزيئات السائل، ويميل السائل إلى تقليل سطح اتصاله بالمادة الصلبة.

أرز. 98 الشكل. 99

إلى خط الاتصال بين ثلاث بيئات (نقطة عنهو تقاطعه مع مستوى الرسم)، يتم تطبيق ثلاث قوى توتر سطحي، والتي يتم توجيهها بشكل عرضي إلى سطح التلامس للوسائط المقابلة (الشكل 98 و 99). وتنسب هذه القوى إلى وحدة الطولخطوط الاتصال تساوي التوترات السطحية المقابلة ق 12 , ق 13 , ق 23 . الزاوية q بين مماسات سطح السائل والصلب تسمى زاوية التلامس. شرط توازن القطرة (الشكل 98) هو أن يكون مجموع إسقاطات قوى التوتر السطحي على اتجاه المماس لسطح الجسم الصلب يساوي الصفر، أي.

يستنتج من الشرط (67.1) أن زاوية التلامس يمكن أن تكون حادة أو منفرجة حسب قيمتي ×s13 وs12. إذا ق 13 > ق 12 , ثم cos q > 0 والزاوية q حادة (الشكل 98)، أي أن السائل يبلل السطح الصلب. إذا كان 13 < ق 12 , ثم كوس س< 0 и угол q- тупой (рис. 99), т. е. жидкость не смачивает твердую поверхность. Краевой угол удовлетворяет условию (67.1), если

إذا لم يتم استيفاء الشرط (67.2)، فلا يمكن أن يكون انخفاض السائل 2 في حالة توازن عند أي قيمة q. إذا s 13 > s 12 + s 23، فإن السائل ينتشر على سطح المادة الصلبة، ويغطيها بغشاء رقيق (على سبيل المثال، الكيروسين على سطح الزجاج) - يحدث ترطيب كامل (في هذه الحالة q = 0) ). إذا ق 12 > ق 13 + ق 23، يتم ضغط السائل في قطرة كروية، في الحد الذي يوجد به نقطة اتصال واحدة فقط (على سبيل المثال، قطرة ماء على سطح البارافين) - يحدث الاتساق الكامل ( في هذه الحالة ف = ع).

التبلل وعدم التبلل مفهومان نسبيان، أي أن السائل الذي يبلل سطحًا صلبًا لا يبلل سطحًا آخر. على سبيل المثال، الماء يبلل الزجاج، لكنه لا يبلل البارافين؛ الزئبق لا يبلل الزجاج، لكنه يبلل الأسطح المعدنية النظيفة.

هناك ظاهرة التبول وعدم التبول قيمة عظيمةفي التكنولوجيا. على سبيل المثال، في طريقة إثراء الخام بالتعويم (فصل الخام عن نفايات الصخور)، يتم سحقه جيدًا ورجه في سائل يبلل نفايات الصخور ولا يبلل الخام. يتم نفخ الهواء من خلال هذا الخليط ثم يستقر. في هذه الحالة، تغوص جزيئات الصخور المبللة بالسائل إلى القاع، و"تلتصق" حبيبات المعادن بفقاعات الهواء وتطفو على سطح السائل. عند معالجة المعادن، يتم ترطيبها بسوائل خاصة، مما يسهل المعالجة ويسرعها.