Základní poznatky molekulové fyziky a termodynamiky
Vnitřní energie, práce a teplo
Struktura a vlastnosti plynů
Kruhový děj s ideálním plynem
Struktura a vlastnosti pevných látek
Struktura a vlastnosti kapalin
Změny skupenství látek
Vznik elektrického proudu
Elektrický proud v kovech
Elektrický proud v polovodičích
Elektrycký proud v elektrolytech
Elektrický proud v plynech a ve vakuu
6. STRUKTURA A VLASTNOSTI KAPALIN

Kapalina se chovají tak, jako by jejich povrch byl pokryt tenkou vrstvou, která se snaží zmenšit plošný obsah povrchu kapaliny. Molekula kapaliny v povrchové vrstvě má vzhledem k sousedním molekulám větší potenciální energii, než by měla, kdyby se nacházela uvnitř kapaliny. Proto má povrchová vrstva povrchovou energii E.

Změní-li se u kapaliny daného objemu její povrch o S, změní se její povrchová energie o


E = S.

Veloičina n se nazývá povrchové napětí. Závisí na druhu kapaliny a na prostředí nad volným povrchem kapaliny. S rostoucí teplotou povrchového napětí kapaliny klesá. Jednotkou povrchového napětí je J.m -2.

Síla působící v povrchové vrstvě kapaliny na okraj povrchové blány se nazývá povrchová síla. Její velikost lze vyjádřit ze vztahu


F = l,

kde l je délka okraje blány. Z tohoto vztahu vyplívá jednotka povrchového napětí N.m -1.

Vlivem pružných vlastností povrchové vrstvy kapaliny na okraj povrchové kapaliny vzniká pod zakřiveným povrchem kapaliny tzv. kapilární tlak. Pro volný povrch kapaliny kulového tvaru je kapilární tlak dán vztahem


pk = 2.R -1,

kde R je poloměr kulového povrchu a povrchové napětí. Tenká kulová mýdlová bublina o poloměru R, která má dvě povrchové vrstvy má kapilární tlak určený vztahem


pk = 4.R -1.

V důsledku kapilárního tlaku pozorujeme v kapilárách kapilární elevaci neboli depresi. V kapiláře vystoupí kapalina do takové výšky h, že hydrostatický tlak odpovídající výšce h je stejný jako kapilární tlak odpovídající zakřivení volného povrchu kapaliny v kapiláře. Tuto podmínku lze napsat ve tvaru


hg = 2.R -1,

kde je hustota kapaliny a R vnitřní poloměr kapiláry.

Objem kapaliny se mění s teplotou podle vztahu


V = V1(1 + ßt)

a hustota kapaliny podle vztahu


= 1(1 - ßt),

kde ß je součinitel teplotní objemové roztažnosti.

1