Найти в Дзене
Станислав Долженко

Поверхностное натяжение

Если бы «поверхностное натяжение» имело место быть в природе, то не было бы таких явлений, как испарение, диффузия и взаимопроникновение. Но ведь это не так!

Туман над рекой на границе сред воды и воздуха.
Туман над рекой на границе сред воды и воздуха.

Обычно это странное словосочетание описывают:
«Поверхностное натяжение - это подобие невидимой, тонкой и упругой пленки».
«Поверхностное натяжение - это тенденция молекул жидкости больше
притягиваться друг к другу на поверхности жидкости, чем к воздуху над ней. Это притяжение молекул друг к другу известно как межмолекулярная сила. В любом жидком веществе молекулы находятся в постоянном случайном движении и постоянно перестраиваются. Посреди жидкости все молекулы притягиваются другими молекулами во всех направлениях. Однако на поверхности, где над жидкостью находится только воздух, молекулы притягиваются только сбоку и вниз молекулами, расположенными рядом и под ними, соответственно», - wikipedia.org

На картинке из Википедии показана стрелками только одна фундаментальная сила молекул.
На картинке из Википедии показана стрелками только одна фундаментальная сила молекул.

Так описывается теория поверхностного натяжения. И вроде бы всё хорошо, всё правильно, но в этом описании присутствует одна большая манипуляция. Все элементарные частицы материи обладают двумя фундаментальными качествами материи: 1. силой притяжения и 2. силой отталкивания.
А теория поверхностного натяжения описана только одним –
притяжением!
Данный подход напоминает манипуляции фокусника: одной рукой он показывает зрителям пустой цилиндр, а другую руку прячет за спиной и никому не говорит, что в ней кролик.
Почему так сложилось? Не знаю.

В сторону, где меньше сопротивления, амплитуда колебаний частиц будет больше.
В сторону, где меньше сопротивления, амплитуда колебаний частиц будет больше.

Но если ввести в описание теории не только притяжение, но и отталкивание, то мы увидим, что такого явления как поверхностного натяжения просто не существует. А есть как раз на оборот – поверхность раздела сред не имеет жёсткой границы.

А – межмолекулярное расстояние внутри жидкости. Б, В, Г… - межмолекулярные расстояния ближе к поверхности.
А – межмолекулярное расстояние внутри жидкости. Б, В, Г… - межмолекулярные расстояния ближе к поверхности.

Если рассматривать воду и воздух, то самые короткие межмолекулярные расстояния внутри жидкости, а самые большие межмолекулярные расстояния воды на границе воды с воздухом.
Посреди жидкости все молекулы притягиваются и отталкиваются другими молекулами во всех направлениях – находятся в среде максимального давления.

Испарение. На поверхности воды самые быстрые, самые активные молекулы. Чем глубже, тем активность убывает.
Испарение. На поверхности воды самые быстрые, самые активные молекулы. Чем глубже, тем активность убывает.

Однако на поверхности, где над жидкостью находится только воздух, молекулы притягиваются и отталкиваются только от нижестоящих молекул. Амплитуда колебаний вниз будет ограничена нижестоящими молекулами воды, а амплитуда колебаний вверх (в воздух) у них будет увеличена, так как отталкивание молекул воздуха в разы меньше, чем отталкивание молекул воды. Это и есть причина испарения.

Испарение - движение это жизнь.
Испарение - движение это жизнь.

При испарении с поверхности жидкости вылетают (отрываются) частицы (молекулы, атомы).
Жидкость, оставленная в блюдце, полностью испарится, потому что в любое время в ней есть молекулы, достаточно быстрые (сильно оттолкнутые нижними) (с достаточной кинетической энергией), чтобы преодолеть межмолекулярные силы притяжения на поверхности жидкости и покинуть её.

Чем дальше от земли, тем атмосфера разреженнее.
Чем дальше от земли, тем атмосфера разреженнее.

Этот же эффект мы наблюдаем и в атмосфере Земли – чем выше, тем воздух становится разреженнее, тем межмолекулярные связи становятся длиннее.

Плавающая скрепа.
Плавающая скрепа.

Поверхностное натяжение обычно демонстрируют, аккуратно кладя канцелярскую скрепку на воду. Но у воды и железа разные магнитные моменты, и как следствие, они будут отталкиваться.

Ртуть на стекле, вода на восковой поверхности.
Ртуть на стекле, вода на восковой поверхности.

Так же приводят примеры каплеобразования ртути на стекле и воды на вощёной поверхности. И опять, в таких примерах подача информации односторонняя, как в том примере с фокусником – одну руку показываем, а другую прячем за спиной.

Вода и ртуть на стекле.
Вода и ртуть на стекле.

Но если поставить ртуть и воду в одинаковые условия, то ни о каком «поверхностном натяжении» уже речи быть не может. У воды и стекла одинаковые магнитные моменты, и поэтому вода хорошо притягивается к стеклу, в данном случае – растечётся по стеклу.
А у ртути и стекла разные магнитные моменты, поэтому ртуть будет максимально отталкиваться от стекла и соберётся в шар.

Ртуть и вода на цинке.
Ртуть и вода на цинке.

Если воду и ртуть поместить на цинк, картина диаметрально поменяется. Ртуть растечётся по поверхности, а вода соберётся в шар.
Вода, ртуть, стекло, цинк – диамагнетики. А у каждого диамагнетика свой магнитный момент и своя длина волны. Элементы с близкими магнитными показателями притягиваются, и наоборот.
«Подобное притягивает подобное, на этом основан закон притяжения» - Кибалион.

Вода и ртуть в стеклянном капилляре.
Вода и ртуть в стеклянном капилляре.

Подобное притягивает подобное, это хорошо прослеживается в капиллярном эффекте. Капиллярность, капиллярный подъём — процесс, при котором жидкость течет в узком пространстве без помощи.
В стеклянных капиллярных трубках вода притягивается к стеклу и подымается, ртуть отталкивается от стекла и опускается.

Водомерка легче воды и её ноги смазаны жиром.
Водомерка легче воды и её ноги смазаны жиром.

Другой раз, когда вам покажут водомерку, вы будете знать, как ей удаётся ходить по воде. Во-первых, она легче воды. А во-вторых, её лапки выделяют жир, от которого вода отталкивается.
И ни какой фантастики.

Наука
7 млн интересуются