20. Междомолекулни сили в течностите

Всяка молекула в течностите взаимодейства с всички молекули намиращи се в обсега на радиуса на молекулярно действие R. Когато разглежданата молекула е вътре в течността, резултантната сила с която и действат заобикалящите молекули е 0. Ако молекулата се намира в повърхностния слой с дебелина R на нея и действа сила, f|в| насочена към течността, като тази сила е няй-голяма когато молекулата се намира на повърхността. За да се предвижи молекулата от вътрешността до повърхността. Е необходимо да се извърши работа срещу силите f|в|. Работата която трябва да се извърши за да се уявеличи свободната повърхност на течността с единица при неизменен обем и температура определя коефициента на повърхностно напрежение s. Свободната енергия на течността е F=U-TS. Нейното изменение при изотермен процес е dF=dU-dTS=dU-TdS=dQ-dA-dQ=dA. F=F_V+F_S, като F_V=const, от което следвал, че dF=dF_S. Съгласно дефиницията за повърхностно напрежение s=dF_S/dS=dF/dS, т.е. F_S=sS, където S е площа на свободната повърхност на течността. Коефициента на повърхностно напрежение е величина числено равна на свободната повърхностна енергия която се пада на единица площ от от повърхността на течността.

Причина за значителни стойности на вътрешно налягане Р_i е наличието на резултантна сила. Налягането може да се пресметне по формулата на Ван дер Валс. Вътрешното налягане е причина за малката свиваемост на течностите и за особенното състояние на повърхностния слой. Течността, както и всяка друга ТДС се стреми към състояние с минимална потенциална енергия. Тъй като потенциалната енергия от повърхностния слой е по-голяма от тази в обема, течността ще се стреми да приеме такава форма, която при дадените условия ще осигори минимална повърхност. Показателен в това отношение е опита на Пито, който показва че в условие на безтегловност течностите приемат сферична форма. Друга дефиниция за повърхностното напрежение е, че то е равно на резултатната сила, която действа на единица дължина [s]=N/m. Повърхностното напрежение на течностите зависи от естеството на граничещите с тях среди.При изкривена повърхнина изпъкналата свободна повърхност на течността в стремежа си да намали площа си наляга с допълнителна сила върху течноста.Допълнителната сила е насочена към центъра на кривината.Ако повърхнината е вдлъбната налягането е по-малко.

Ако свободната повърхност има по-сложна форма от сферичната , полученото налягане ще има вида P=s(1/R₁+1/R₂), където R₁ и R₂ са радиусите на кривините на дъгите, които се получават при прекарване на две взаймноперпендикулярни сечения, през разглежданата точка от свободната повърхност на течността. Изразът е известен като формула на Лаплас. Ако центъра на кривината лежи над свободната повърхност на течността съответния радиус на кривината се взема със знак минус. Когато повърхността е сферична формулата на Лаплас преминава във вида 4_n=(2s/R)S. От този израз се вижда че когато R е малко налягането P е голямо и обратно.

Кохезионни сили-това са силите с които си действуват еднородни молекули, а силите които действат между молекулите на течността и молекулите на ТТ се наричат адхезионни. Когато кохезионните сили са по-големи от адхезионните течността на мокри твърдо тяло (ТТ) и обратно. Силите на кохезионното налягане са нормални към повърхнината на течността и насочени към вътрешността и.