Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости

[DimaM]

EUgeneUS в сообщении #1354124 писал(а):

Не мог ли пояснить. Если два одрнаковых мыльных пузыря соприкасаются, то их граница будет плоской. Хотя бы из соображений симметрии.

Разумеется. Если таких мыльных пузырей много, получится сухая пена.
В мокрой пене доля жидкости больше, и плоских пленок нет. Вроде, пена на пиве - пример мокрой пены, и в ролике что-то похожее получается.

[wrest]

У меня вопрос.
Может ли быть так, что поверхностное натяжение какой-то жидкости равно (или очень-очень близко) нулю?
Бывают ли такие жидкости?

[DimaM]

wrest в сообщении #1360658 писал(а):

Может ли быть так, что поверхностное натяжение какой-то жидкости равно (или очень-очень близко) нулю?
Бывают ли такие жидкости?

Жидкий гелий?
Судя по графикам, на три порядка меньше, чем у воды.

[wrest]

DimaM в сообщении #1360659 писал(а):

Жидкий гелий?
Судя по графикам, на три порядка меньше, чем у воды.

Ну да, жидкого при таких температурах бывает немного...
Вот и интересно: а почему снижается поверхностное натяжение? Наверное жидкий гелий остается несжимаем, т.е. силы отталкивания действуют как положено.
Вода по прочности на разрыв сопоставима со сталью (или даже прочнее не помню), т.е. силы притяжения в воде велики.
Интересно, какова прочность на разрыв жидкого гелия, велики ли силы притяжения?
И есть ли корреляция между прочностью на разрыв и силой поверхностного натяжения?

Ну и... все-таки... плотнее ли молекулы в поверхностном слое чем в глубине, как-то осталось неясным.

[DimaM]

wrest в сообщении #1360661 писал(а):

Вот и интересно: а почему снижается поверхностное натяжение? Наверное жидкий гелий остается несжимаем, т.е. силы отталкивания действуют как положено.

У всех с ростом температуры снижается и в критической точке обращается в нуль.

wrest в сообщении #1360661 писал(а):

Вода по прочности на разрыв сопоставима со сталью (или даже прочнее не помню)

Отнюдь. Вода рвется при -14 атм, сталь прочнее раз в 500.

[wrest]

(Прочная вода)

DimaM в сообщении #1360664 писал(а):

Отнюдь. Вода рвется при -14 атм, сталь прочнее раз в 500.

Ну вы же знаете, я же читаю всякие Википедии и подобное. А там пишут всякое. В том числе что "теоретическое значение" для воды лежит где-то в районе 1500 атм, практически намерянное максимальное не превышает 280 атм, а так, если вода из крана -- то 1 атм. Но да, всё это хуже стали.

[DimaM]

(wrest)

wrest в сообщении #1360677 писал(а):

Ну вы же знаете, я же читаю всякие Википедии и подобное. А там пишут всякое. В том числе что "теоретическое значение" для воды лежит где-то в районе 1500 атм, практически намерянное максимальное не превышает 280 атм, а так, если вода из крана -- то 1 атм.

Пишут, что у твердой воды максимальная теоретическая прочность на разрыв 3000 атм.
А всякие большие намерянные цифры для жидкости могут относиться, например, к нагружению длительностью в наносекунды.

[wrest]

В книжке
Френкель. Кинетическая теория жидкостей. Л.:Наука, 1975 (УДК 532.7;54-16), 596 стр. (на самом деле книжка 1939 года).
В главе "Глава шестая. Поверхностные явления", "Параграф 1, "Поверхностное натяжение жидкостей и его зависимость от температуры", на странице 359 читаем:

Цитата:

... При этом Ван-дер-Ваальс исходил из предположения, что поверхность раздела между жидкой и газообразной фазами не имеет резкого характера, но представляет собой слой конечной, хотя и малой толщины, в котором плотность вещества постепенно уменьшается от значения $\rho _1$, соответствующего жидкости, до значения $\rho _2$, соответствующего насыщенному пару. Это предположение, как мы знаем в настоящее время, является заведомо неправильным, за исключением, быть может, области температур, близких к критической$\text{.}^5$ При таких условиях давление в переходном слое имеет анизотропный характер, т.е. оказывается различным в нормальном направлении $(x)$ и в тангенциальных направлениях $(y,z)$. Разность между этими двумя давлениями $P_{xx}-P_{yy}$ $(P_{yy}=P_{zz})$ может быть определена как дифференциальное поверхностное натяжения в переходном слое на единицу толщины. Интегральное значение поверхностного натяжения оказывается при этом равным

$$\sigma=\int \limits_{-\infty}^{\infty}(P_{xx}-P_{yy})dx$$

$^5$ А также за исключением металлических тел, в случае которых оно является справедливым даже при абсолютном нуле температуры, по крайней мере по отношению к газу, образованному свободными электронами (см. параграф 7).

[wrest]

В учебнике
Левич. Курс теоретической физики. Том 1. М.: Наука, 1969, 912 с.
Читаем параграф 65 http://old.pskgu.ru/ebooks/lev_1/lev1_03_gl_09_65.pdf

Цитата:

Детальное рассмотрение свойств поверхностного слоя потребовало бы знания механизма молекулярного взаимодействия. Подобная теория была бы весьма сложна. Поэтому мы должны упростить задачу, заменив поверхностный слой конечной толщины идеализированной, бесконечно тонкой поверхностью раздела, разграничивающей обе фазы.

Где ж искать ответ на вопрос темы?

[EVGENIUS]

wrest в сообщении #1360727 писал(а):

В книжке
Френкель. Кинетическая теория жидкостей. Л.:Наука, 1975 (УДК 532.7;54-16), 596 стр. (на самом деле книжка 1939 года).
В главе "Глава шестая. Поверхностные явления", "Параграф 1, "Поверхностное натяжение жидкостей и его зависимость от температуры", на странице 359 читаем:

Цитата:

... При этом Ван-дер-Ваальс исходил из предположения, что поверхность раздела между жидкой и газообразной фазами не имеет резкого характера, но представляет собой слой конечной, хотя и малой толщины, в котором плотность вещества постепенно уменьшается от значения $\rho _1$, соответствующего жидкости, до значения $\rho _2$, соответствующего насыщенному пару. Это предположение, как мы знаем в настоящее время, является заведомо неправильным, за исключением, быть может, области температур, близких к критической$\text{.}^5$ При таких условиях давление в переходном слое имеет анизотропный характер, т.е. оказывается различным в нормальном направлении $(x)$ и в тангенциальных направлениях $(y,z)$. Разность между этими двумя давлениями $P_{xx}-P_{yy}$ $(P_{yy}=P_{zz})$ может быть определена как дифференциальное поверхностное натяжения в переходном слое на единицу толщины. Интегральное значение поверхностного натяжения оказывается при этом равным

$$\sigma=\int \limits_{-\infty}^{\infty}(P_{xx}-P_{yy})dx$$

$^5$ А также за исключением металлических тел, в случае которых оно является справедливым даже при абсолютном нуле температуры, по крайней мере по отношению к газу, образованному свободными электронами (см. параграф 7).

Если давление в переходном слое имеет анизотропный характер и описывается тензором, получается, что на площадки в этом слое, не параллельные и не перпендикулярные границе раздела фаз, действуют наряду с нормальными также и сдвиговые напряжения. Я правильно понимаю?

[Xey]

wrest в сообщении #1353994 писал(а):

,
Если состояние стабильное, то что мешает поверхностному натяжению воды выдавить все пузыри наружу, а пузырям -- что мешает выйти наружу?

ответа вроде бы не было


В невесомости плавучее выталкивается в центр водяной капли.

Из фильма
На звездолете отключилась искуственная гравитация. Вода бассейна собралась в огромную каплю. Плавающая девушка оказалась в её центре и стала захлебываться.

[wrest]

Xey в сообщении #1468256 писал(а):

В невесомости плавучее выталкивается в центр водяной капли.

То есть в сторону увеличения давления? Архимед же вроде открыл что наоборот, в сторону уменьшения давления все плавучее всплывает...

[DimaM]

wrest в сообщении #1468258 писал(а):

То есть в сторону увеличения давления?

Почему "увеличения"?

-- 13.06.2020, 12:37 --

Xey в сообщении #1468256 писал(а):

Из фильма
На звездолете отключилась искуственная гравитация. Вода бассейна собралась в огромную каплю.

Фильм, надеюсь, документальный?

[wrest]

DimaM в сообщении #1468582 писал(а):

Почему "увеличения"?

Ой, это я не подумавши. Забыл про Паскаля

[Xey]

Фильм правильный.
Бассейн конечно пластиковый и не смачивается,. При выключении гравитации вода стянется в сферическую каплю.
Тело девушки смачивается, вода охватит его со всех сторон.
Искусственная гравитация видимо создаётся вращением звездолета. Если он остановился , но осталось вращение капли воды по инерции , то " верх" будет в центре капли. Имеющее небольшую плавучесть тело всплывает в центр капли.