Растекание жидкости — физический процесс распространения жидкости по поверхности твёрдого тела или другой жидкости, посредством полного смачивания. Растекание жидкости обусловлено различными факторами, основными из которых являются адгезия , вязкость и смачивание . При растекании жидкости краевой угол смачивания θ равен нулю, поэтому количественной характеристикой растекания является коэффициент растекания по Гаркинсу — f .

Физическое описание

Растекание является предельным случаем смачивания. Как правило, оно происходит в результате взаимодействия (соприкосновения) тел, строение молекул которых похоже. Например, на поверхности воды (вещество с полярными молекулами) растекаются органические кислоты , растворы их солей, высшие спирты и другие вещества с полярными молекулами. Растекание возможно и при контакте двух взаимно нерастворимых тел (жидкостей), обладающих значительным различием поверхностных натяжений (σ _т >>σ _ж ) и достаточно большими силами адгезии, обуславливающими достаточно малое значение поверхностного натяжения на границе между жидкостью и смачиваемым телом (σ _тж ). Условием и количественной характеристикой растекания служит коэффициент Гаркинса:

${\displaystyle {f=W_{a}-W_{k}>0}}$ .

Из выражения следует, что растекание жидкости возможно в случае если работа сил адгезии Wa будет больше работы сил когезии Wk, то есть f > 0, в случае же когда работа адгезии меньше работы когезии и f < 0, растекание не происходит, а жидкость на поверхности твёрдого тела или другой жидкости образует капли с менискообразной или округлой формой. С повышением температуры обычно увеличивается энергия адгезии Wa и уменьшается энергия когезии Wk смачивающей жидкости, следовательно, происходит растекание жидкости по поверхности другой.

Эффект Марангони

Менее полярная жидкость растекается по поверхности более полярной жидкости, т.е растекание жидкости происходит с меньшим поверхностным натяжением на поверхности жидкости с большим поверхностным натяжением.

Примечания