Как выталкивает поверхностное натяжение

[Xey]

Rusit8800 в сообщении #1307300 писал(а):

И можно ли рассматривать резиновый слой ,как эквивалент поверхностного слоя воды? Неужели нет отличий?

Видимо осторожно.
Сила поверхностного натяжение постоянна. У резинки сила натяжения зависит от растяжения и жесткости резинки .
Видимо поэтому формы поверхностей под лапой водомерки будут отличаться.

[Rusit8800]

Почему эта сила постоянна?
И что там с потенциальной энергией?

-- 25.04.2018, 21:07 --

Где Munin?)

[Xey]

Rusit8800 в сообщении #1307364 писал(а):

Почему эта сила постоянна?

Если тянуть сторону квадрата из тонкой резины, то сила будет расти пропорционально удлинению.
У мыльной плёнки , сила, действующая на сторону квадрата, не меняется , при смешении стороны квадрата
(плёнка становится тоньше, или вода откуда-то втягивается).

[Andrey_Kireew]

Может тут термин стремление использован некорректно. Стремление ведь подразумевает потенциальную энергию. А вверх они движутся за счёт кинетической энергии и потенциальная энергия у них при это наоборот увеличивается.

[Munin]

Rusit8800 в сообщении #1307364 писал(а):

Где Munin?)

В партере, с попкорном. Столько феерической чуши летает в воздухе, я пока посмотрю :-)

[Rusit8800]

Так я и не понял, кто прав, и, как следствие, не понял, что не так с энергией

Rusit8800 в сообщении #1307330 писал(а):

Я имел ввиду, что система должна стремиться к минимуму потенциальной энергии, а из стремления верхних молекул вверх получается наоборот, что она постоянно увеличивается, так как верхние молекулы стремятся вверх, что увеличивает среднее расстояние, а значит и потенциальную энергию.

и почему сила постоянна.

[wrest]

Rusit8800 в сообщении #1307758 писал(а):

и почему сила постоянна.

Натяжение постоянно (ньютоны на метр), а не ньютоны - если вы об этом.

[realeugene]

Rusit8800 в сообщении #1307074 писал(а):

а когда мы кладем, ко всему прочему, еще какой-то дополнительный груз, то он только помогает верхним молекулам проникнуть внутрь жидкости.

Так они и "проникают внутрь жидкости". Лезвие, плавающее на поверхности жидкости, плавает немного под поверхностью этой жидкости, как дно кораблика. Статическое давление жидкости на этой глубине немного больше атмосферного. Повышенное давление жидкости на площадь "дна" лезвия - это вторая составляющая выталкивающей силы, держащей лезвие на поверхности.

-- 26.04.2018, 23:46 --

Rusit8800 в сообщении #1307758 писал(а):

и почему сила постоянна.

Потому что сила поверхностного натяжения возникает из-за дополнительной поверхностной энергии, которая пропорциональна площади поверхности. Все молекулы воды притягиваются друг к другу со всех сторон. И эти силы всегда уравновешены. Но на поверхности молекулы притягиваются соседями только с одной стороны. Чтобы увеличить площадь поверхности нужно большее количество молекул воды при помощи какой-то силы оторвать друг от друга. Работа этой силы и идёт на увеличение поверхностной энергии. Равно, как и чтобы оторвать одну молекулу от жидкости нужно ей сообщить дополнительнную энергию. Которая и есть теплота испарения. Иными словами, объём жидкости является для молекул потенциальной ямой, из которой, чтобы из неё молекулам выбраться, преодолев притяжение окружающих молекул, этим молекулам нужна дополнительная энергия, часть которой они получают при увеличении пощади поверхности. Это если на пальцах.

[Rusit8800]

realeugene в сообщении #1307776 писал(а):

Статическое давление жидкости на этой глубине немного больше атмосферного.

Что это за давление?

realeugene в сообщении #1307776 писал(а):

Повышенное давление жидкости на площадь "дна" лезвия - это вторая составляющая выталкивающей силы, держащей лезвие на поверхности.

Аналогично.
Откуда "берутся" эти давления?

realeugene в сообщении #1307776 писал(а):

Иными словами, объём жидкости является для молекул потенциальной ямой, из которой, чтобы из неё молекулам выбраться, преодолев притяжение окружающих молекул, этим молекулам нужна дополнительная энергия, часть которой они получают при увеличении пощади поверхности. Это если на пальцах.

Хорошо, вы объяснили на пальцах график потенциала Леннарда - Джонса. Но как это связано с постоянством силы?

[realeugene]

Rusit8800 в сообщении #1307965 писал(а):

Что это за давление?

Самое обычное гидростатическое давление. $\rho g h$.

Rusit8800 в сообщении #1307965 писал(а):

Но как это связано с постоянством силы?

Это посчитайте, пожалуйста, сами. На прямоугольную рамку натянута плёнка, энергия растяженния которой пропорциональна её площади. Рамку растягивают в длину, оставляя её ширину неизменной. Какую требуется прикладывать для этого силу? Подсказка: воспользуйтесь законом сохранения энергии.

[Rusit8800]

realeugene в сообщении #1307990 писал(а):

Самое обычное гидростатическое давление. $\rho g h$.

Такое же давление действует внутри жидкости. У поверхностного слоя должно быть какое-нибудь добавочное давление, иначе поверхностный слой ни чем отличаться от внутреннего в плане выталкивания не будет. Я так понял, вы говорите об этом добавочном давлении:

realeugene в сообщении #1307776 писал(а):

Повышенное давление жидкости на площадь "дна" лезвия - это вторая составляющая выталкивающей силы, держащей лезвие на поверхности.

Что это за давление?

-- 27.04.2018, 20:52 --

realeugene в сообщении #1307990 писал(а):

Это посчитайте, пожалуйста, сами. На прямоугольную рамку натянута плёнка, энергия растяженния которой пропорциональна её площади. Рамку растягивают в длину, оставляя её ширину неизменной. Какую требуется прикладывать для этого силу? Подсказка: воспользуйтесь законом сохранения энергии.

Я прочитал про это в Мякишеве. Я так и не понял следующие вещи:
1) Почему поверхностная энергия пропорциональна площади? То есть ясно, что тем больше площадь - тем больше энергия, но почему зависимость именно пропорциональная - не ясно. Эксперимент? И насколько точно будет выполняться эта зависимость в разных условиях?
2) Почему пленка сокращает поверхность? То есть я знаю почему - система стремиться к минимуму потенциальной энергии. Проблема в том, что я не могу поставить мысленный эксперимент, так как не могу представить силы поверхностного натяжения, которые стягивают рамку.
3) Как следствие,не могу представить, как силы поверхностного натяжения действуют с двух сторон мыльной пленки, хотя с точки зрения логики это понятно - ведь поверхности 2 и обе должны стремиться к минимуму потенциальной энергии, значит силы действуют с обеих сторон.
4) В Мякишеве при вычислении работы внешней силы используется ее постоянность, а это неочевидно.

Помогите ,пожалуйста,поставить мысленные эксперименты и объяснить, почему внешняя сила в вашей задаче постоянна, хотя пружина деформируется.

[realeugene]

Rusit8800 в сообщении #1308066 писал(а):

Почему поверхностная энергия пропорциональна площади? То есть ясно, что тем больше площадь - тем больше энергия, но почему зависимость именно пропорциональная - не ясно.

Поверхностная энергия пропорциональна площади потому, что все участки поверхности одинаковые, а энергия - экстенсивная термодинамическая величина. Значит, приклеивая сбоку к некоторому куску поверхности второй такой же кусок поверхности вы получаете поверхность двойной площади с удвоенной суммарной поверхностной энергией.

[wrest]

Rusit8800 в сообщении #1308066 писал(а):

но почему зависимость именно пропорциональная - не ясно.

Потому что количество молекул на поверхности пропорционально площади этой поверхности

-- 27.04.2018, 22:19 --

Rusit8800 в сообщении #1308066 писал(а):

) Почему пленка сокращает поверхность?

Потому что внутренние молекулы притягиваются и отталкиваются, а внешние отталкиваются только от внутренних, а между собой только притягиваются (внутренние, условно говоря, соприкасаются, а внешние немного разрежены и не соприкасаются между собой) -- отсюда и натяжение. Ну а сокращение поверхности, оно в принципе от притяжения, гравитация тоже стягивает вещество в шары.

[Rusit8800]

На вопрос 1 ответ понятен, но остальные вопросы остались непонятны. Да, внешние молекулы натянуты. Но при чем здесь гравитация? Ведь если все объяснять гравитацией, то термин "поверхностная энергия" вообще не нужен.

[wrest]

Rusit8800 в сообщении #1308259 писал(а):

Но при чем здесь гравитация? Ведь если все объяснять гравитацией, то термин "поверхностная энергия" вообще не нужен.

Забудьте про гравитацию, я ее упомянул только для иллюстрации того, что под действием притяжения вещество соберётся в тело с минимальной площадью поверхности (шар).