Таким образом, в неточном капилляре, при данном его положении
по отношению к свободной водной поверхности, может наблюдаться не
одно, а несколько различных равновесных состояний столбика капил-
лярной влаги. Задержка воды на более высоком уровне, обусловливаемая
нахождением верхнего мениска в суженном участке капилляра, носит
название к а п и л л я р н о г о
г и с т е р е з и с а .
Продолжим опыт далее. Начнем постепенно опускать уровень воды
во внешнем сосуде. Очевидно, что вследствие этого мениск в четочном
капилляре, стоявший на высоте /г
2
-, начнет передвигаться вниз сначала
с той же скоростью, с которой опускается уровень воды во внешнем со-
суде. При этом равновесие между столбиком воды в капилляре и водой
во внешнем сосуде будет определяться уравнением
/>
0
= />
0
_
2
-^*J
+ Q
2
ИЛИ
2а cos 6
^
г
где
Q
— давление столбика воды в капилляре в динах/см
2
, равное
h^dg.
Поэтому
2а cos 6
, ,
—
= Mf f -
Г
2
Как только мениск дойдет до самой узкой части'перешейка, так сей-
час же начнет увеличиваться г
2
в приведенном только что уравнении. Ле-
вая часть уравнения начнет уменьшаться, что должно вызвать уменьше-
ние и правой его части. В последней величины
d
и
g
являются постоянными
и, следовательно, должно уменьшаться h
Zl
т. е. высота столбика. Но
всякое уменьшение высоты столбика в пределах перехода от суженной
части четочного капилляра к расширенной снова вызовет увеличение г
2
,
которое в свою очередь явится причиной дальнейшего уменьшения /г
2
. Сово-
купность этих явлений выразится в быстром, почти мгновенном опорож-
нении расширенной части капилляра, непосредственно прилегающей
к тому сужению последнего, в котором мениск находится на высоте /г
2
.
При этом мениск окажется в следующем, нижележащем сужении капил-
ляра. Если мы будем продолжать опускать уровень воды в сосуде, то опо-
ражнивание четочного капилляра будет и дальше происходить таким же
образом, т. е. не плавно, а толчками.
Перейдем теперь к рассмотрению поведения воды тоже в четочном
капилляре, но изолированном, т. е. не сообщающемся с объемом воды,
имеющим свободную поверхность.
В таких четочных капиллярах, в отличие от цилиндрических, влага
может удерживаться не только в нижних, но и в верхних и в средних их
частях. Этот случай мы сейчас и рассмотрим, так как он ближе всего под-
ходит, в качестве модели, к некоторым случаям удержания влаги, наблю-
даемым в почвах и грунтах.
Представим себе четочный капилляр (рис. 15), вначале пустой. Начнем
вводить в этот капилляр воду через верхний его конец причем будем
делать это постепенно.
Первая же капля воды, попавшая в верхнюю, расширенную, часть
капилляра,будет немедленно втянута в ближайшее сужение капилляра. Это
произойдет оттого, что мениск, образующийся в суженной части капил-
ляра, имеет большую кривизну и, следовательно, меньшее поверхностное
давление. Поэтому суммарная величина веса капли и поверхностного дав-
ления верхнего, вначале более плоского мениска вгонит каплю в сужен-
ный участок, причем она займет положение, указанное на рис. 15,
а.
52
Электронная книга СКБ ГНУ Россельхозакадемии
