Question

Как образуется поверхностный слой жидкости? Почему он образуется? (если можно подробно всё объяснить)

Answer 1

Жидкость по внешним признакам характеризуется текучестью (легким изменением формы), несжимаемостью и наличием свободной поверхности. В жидкостях средние расстояния между молекулами значительно меньше, чем в газах. Поэтому силы взаимодействия меж­ду молекулами играют в жидкостях существенную роль.

Поверхностный слой жидкости по своим свойствам отличается от внутренних частей жидкости, что обусловлено молекулярными явле­ниями.

Молекула, которая находится внутри жидкости, взаимодействует с окружающими ее молекулами. Так как силы взаимодействия стати­

стически симметричны, то суммарный эффект взаимодействия за ко­нечный промежуток времени равен нулю.

В отличие от этого молекулы на поверхности жидкости испыты­вают большее действие со стороны молекул жидкости, чем со стороны молекул пара и газа, находящихся над поверхностью жидкости.

В поверхностном слое жидкости возникает избыточное молекуляр­ное давление, направленное по нормали внутрь жидкости. Переход молекул из глубины жидкости в поверхностный слой сопровождается работой против сил молекулярного притяжения. Работа, затраченная на образование поверхности жидкости, приводит к увеличению по­тенциальной энергии молекул поверхностного слоя. Средняя кинети­ческая энергия частиц, определяемая температурой, в случае равно­весного состояния жидкости (Theorist) одинакова и в поверхностном слое, и внутри объема жидкости.

Следовательно, поверхностный слой жидкости обладает избыточной свободной энергией.