2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.
 
 Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 18:20 


05/09/16
8916
В школьном учебнике
Мякишев, Синяков. Физика. Молекулярная физика. Термодинамика. 10 класс. Профильный уровень. 12-е издание, стереотипное, Дрофа, 2010, ISBN 978-5-358-08873-3
Глава 7 Поверхностное натяжение в жидкостях. Параграф 7.2 Молекулярная картина поверхностного слоя, на странице 243 читаем
Цитата:
В результате действия молекулярных сил притяжения и оттлкивания плотность жидкости в поверхностном слое оказывается меньше, чем в глубине.
и далее там
Цитата:
Молекулы поверхностного слоя находятся в среднем на бОльших расстояниях друг от друга, чем молекулы внутри жидкости. Жидкость в поверхностном слое находится в растянутом, напряженном состоянии.

Изображение

А вот на сайте https://physics.ru/courses/op25part1/co ... heory.html
написано так (жирным выделение мое):
Цитата:
Молекулы в пограничном слое жидкости, в отличие от молекул в ее глубине, окружены другими молекулами той же жидкости не со всех сторон. Силы межмолекулярного взаимодействия, действующие на одну из молекул внутри жидкости со стороны соседних молекул, в среднем взаимно скомпенсированы. Любая молекула в пограничном слое притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости (силами, действующими на данную молекулу жидкости со стороны молекул газа (или пара) можно пренебречь). В результате появляется некоторая равнодействующая сила, направленная вглубь жидкости. Поверхностные молекулы силами межмолекулярного притяжения втягиваются внутрь жидкости. Но все молекулы, в том числе и молекулы пограничного слоя, должны находиться в состоянии равновесия. Это равновесие достигается за счет некоторого уменьшения расстояния между молекулами поверхностного слоя и их ближайшими соседями внутри жидкости.


То есть имеются прямо противоположные мнения
1) Плотность поверхностного слоя жидкости меньше чем внутренних (Мякишев)
2) Расстояние между молекулами поверхностного слоя и их соседями внутри жидкости уменьшается.

Правда, 2) можно понять еще как то что расстояние между верхним и следующим слоями меньше, а не расстояние между молекулами внешнего слоя меньше.

К сожалению, других источников где прямо указано в поверхностном слое жидкости расстояния меньше (или больше) чем внутри, я не нашел.

Вопрос: где правда? Если правда различается между разными жидкостями, то хотя бы как у воды - плотность поверхностного слоя больше или меньше внутренних?

P.S. Я кажется вник и голосую за Мякишева: суть в том, что межмолекулярное притяжение хоть и близкодействующее, но все-таки распространяется на несколько средних расстояний между молекулами, а не на одно. Тогда действительно ясно, что в глубине молекулы должны располагаться более плотно, т.к. там больше притяжение. Тогда на поверхности молекулы располагаются менее плотно, а это именно то и значит, что поверхностный слой натянут(растянут)! В буквальном смысле.

Это и есть "напальцевое" объяснение поверхностного натяжения, доступное школьнику. И оказалось оно в ... школьном учебнике. Ай-да Мякишев!

-- 11.10.2018, 18:25 --

P.P.S. Отдельная тема создана по указанию ЗУ Munin:
Munin в сообщении #1345469 писал(а):
И прошу этот вопрос обсуждать в другой теме.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 21:00 
Аватара пользователя


09/10/15
4060
где-то на диком Западе. У самого синего моря.
Мне кажется вопрос в тут упирается в относительно чего меряем растяжение (сжатие).
Если предположить, что для 2D структуры межмолекулярное расстояние больше, чем для 3D структуры, то расстояние между первым и вторым слоем будет в некотором промежутке. То есть сжато относительно 2D структуры и растянуто относительно 3D структуры.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 21:21 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


02/08/11
6156
wrest в сообщении #1345538 писал(а):
Правда, 2) можно понять еще как то что расстояние между верхним и следующим слоями меньше, а не расстояние между молекулами внешнего слоя меньше.
Там именно так и написано.

А расстояние между молекулами внешнего слоя, по-идее, должно зависеть от формы поверхности.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 22:28 


05/09/16
8916
warlock66613 в сообщении #1345583 писал(а):
Там именно так и написано.

Это, тем не менее, все равно противоречит тому что написано у Мякишева.
Так что вопрос остается: где правда?

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 22:29 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
3013
wrest в сообщении #1345545 писал(а):
Ответ см. в теме выше.

И где тут ответ кроме Вашего "голосования"?

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 22:40 


05/09/16
8916
Geen в сообщении #1345599 писал(а):
И где тут ответ кроме Вашего "голосования"?

Ну так отрывок из учебника. Не подходит?

-- 11.10.2018, 22:41 --

fred1996 в сообщении #1345576 писал(а):
Мне кажется вопрос в тут упирается в относительно чего меряем растяжение (сжатие).
Относительно внутренних молекул.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 22:46 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


01/09/13
3013
wrest в сообщении #1345602 писал(а):
Ну так отрывок из учебника. Не подходит?

Школьный учебник? - на подходит.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 23:05 


05/09/16
8916
warlock66613 в сообщении #1345583 писал(а):
А расстояние между молекулами внешнего слоя, по-идее, должно зависеть от формы поверхности

Рассмотрим три:
1. Выпуклая (шарик);
2. Плоская (лужа);
3. Вогнутая (пузырь воздуха в воде).

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение11.10.2018, 23:59 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


02/08/11
6156
Всё-таки везде расстояние увеличенное. А от формы поверхности зависит не оно, а расстояние от молекул поверхностного слоя до молекул в соседнем слое.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение12.10.2018, 10:16 


05/09/16
8916
warlock66613 в сообщении #1345623 писал(а):
Всё-таки везде расстояние увеличенное.

А объяснение Мякишева почему увеличенное, подходит?

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение12.10.2018, 10:24 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


02/08/11
6156
Так он же про другое расстояние говорит - про расстояние между слоями, а не расстояние между молекулами во внешнем слое.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение12.10.2018, 10:30 


05/09/16
8916
warlock66613 в сообщении #1345686 писал(а):
а не расстояние между молекулами во внешнем слое.

Ну как же, вот же цитата, там про молекулы слоя:
Цитата:
Молекулы поверхностного слоя находятся в среднем на бОльших расстояниях друг от друга,

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение12.10.2018, 11:01 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


02/08/11
6156
Я так понимаю, имеется в виду не слой молекул, а некоторый поверхностный слой воды, состоящий из нескольких (двух-трёх) слоёв молекул. Иначе непонятна связь с предшествующим текстом.

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение12.10.2018, 11:10 
Заслуженный участник


07/07/09
5364
Xey в сообщении #1345372 писал(а):
Жидкость ведет себя так , будто на ее поверхности есть растянутая пленка.

Вот модель наружного слоя . Мягкая резинка - притяжение молекул, жесткие пружинки упоры -электронные оболочки, более жесткие чем резинки.
gevaraweb в сообщении #1345405 писал(а):

Изображение


Расстояние уменьшиться , если увеличится жесткость резинки (некоторые связи, тянувшие перпендикулярно поверхности, станут тянуть вдоль поверхности).
Расстояние увеличиться, если часть "резинок" порвется.

В каком случае будет реализоваться первая цитата?

 Профиль  
                  
 
 Re: Межмолекулярное расстояние в поверхностном слое жидкости
Сообщение12.10.2018, 11:26 


05/09/16
8916
warlock66613
А как вы думаете, вертикальные (из глубины наружу) и горизонтальные (касательные к поверхности) межмолекулярные расстояния как-то могут существенно отличаться для верхних молекул? Что вот буквально есть мономолекулярный самый верхний слой в котором расстояния вдоль слоя скажем $3d$, а расстояние до следующего слоя $2d$ при том что расстояния в глубине во все стороны $1d$ (числа условные)?

Мне вообще вот эта часть с поверхностным натяжением, то есть какие где расстояния и почему кажется ключевой для объяснения и понимания явления "на пальцах", потому что ни силовое (равнодействующая направлена вниз) ни энергетическое (есть два разных локальных минимума -- один на поверхности а второй внутри) не кажется ясным.

Вот кстати из энергетических соображений можно понять где какие расстояния, где плотнее, где разреженнее?

-- 12.10.2018, 11:30 --

Xey в сообщении #1345698 писал(а):
Вот модель наружного слоя . Мягкая резинка - притяжение молекул, жесткие пружинки упоры -электронные оболочки, более жесткие чем резинки.

Это, мне кажется, модель любого слоя, она просто следует из картинки с потенциалами
Изображение там левая стенка ямы намного более крутая (жесткие пружинки обсловленные принципом запрета Паули) чем правая (электростатическое кулоновское притяжение [диполей]).

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 62 ]  На страницу 1, 2, 3, 4, 5  След.

Модераторы: photon, Aer, whiterussian, Jnrty, profrotter, Парджеттер, Eule_A, Pphantom, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group