ство над жидкостью, оказывается ненасыщенной. В связи с этим поверх-
ность жидкости обладает некоторым количеством свободной поверхност-
ной энергии, величина которой пропорциональна поверхности жидкости.
Так как свободная энергия стремится к наименьшему значению, то
этому же закону подчиняется и поверхностная энергия жидкости, что
в данном случае выражается в стремлении последней к максимальному
уменьшению своей поверхности. Поэтому всякому объему жидкости при-
суща тенденция к принятию формы шара, как тела с наименьшей поверх-
ностью.
Подобная тенденция была бы свойственна жидкости, помещенной в со-
суд с упругой, растяжимой оболочкой, сделанной, например, из тонкой
резины. Поэтому создается впечатление, что жидкость к а к б ы покрыта
какой-то упругой пленкой, откуда, собственно говоря, и произошло
выражение «поверхностное натяжение».
Существует взгляд, что впечатление это неверное, а термин — лишь
фигуральное выражение, так как для действительного существования та-
кой пленки необходимо наличие каких-то особых, тангенциально направ-
ленных сил между молекулами в пределах самого поверхностного слоя —
сил, больших, чем существующие между молекулами всей остальной
массы жидкости; эти силы вследствие своей большей величины и создают
«поверхностную пленку». Существование таких сил не доказано, но отри-
цать его полностью нет оснований, как на это указывают, например, Иоффе
и Семенов (1933). По их мнению, в поверхностном слое, который находится
под односторонним давлением, «... расположение молекул... в направлении
нормали иное, чем в направлении касательной... В отличие от изотропной
жидкости, обладающей одинаковыми свойствами по всем направлениям,
поверхностный слой может быть анизотропным».
Величина поверхностной энергии у различных жидкостей различна и
является характерной для каждой жидкости константой, меняющейся,
однако, с температурой. Поскольку это есть одна из форм энергии, ее и
следует выражать в соответствующих единицах, например, в эргах на
квадратный сантиметр. Но гораздо чаще ее выражают в динах на линей-
ный сантимер, используя, таким образом, представление о «пленке поверх-
ностного натяжения». Однако математической ошибки отсюда не проис-
текает, ибо, производя работу увеличения поверхности на 1 см
2
против
силы, равной а дин на 1 см линейный, мы совершаем работу, равную а
эргов. Таким образом, обе эти величины оказываются ч и с л е н н о рав-
ными. В различных справочных таблицах величины поверхностного натя-
жения выражаются обычно в динах на сантиметр (дин/см). Эти же величины,
следовательно, выражают одновременно и поверхностную энергию в эргах
на квадратный сантиметр (эрг/см
2
).
Поверхностное натяжение (поверхностная энергия) уменьшается с уве-
личением температуры, причем зависимость между этими двумя величинами
во многих случаях линейная. Одной из формул, выражающих эту зависи-
мость, является:
ос, = а
0
[ 1 — v(/ - /
0
) ] ,
где а
0
и act — величины поверхностного натяжения, соответственно при
температуре плавления
t
0
и при температуре
t>
не превышающей крити-
ческой температуры. Величина v может быть приближенно вычислена по
формуле
__
1
<&о —
1
0
где
— критическая температура данной жидкости.
42
Электронная книга СКБ ГНУ Россельхозакадемии
