меньше, а над выпуклой — больше, чем над плоской. При этом в первом
случае упругость уменьшается с увеличением кривизны поверхности и во
втором — увеличивается. Это явление было открыто Томсоном (лордом
Кельвином) и иногда именуется «эффектом Томсона». Томсон дал и ма-
тематическое выражение зависимости, связывающей кривизну поверх-
ности жидкости с упругостью насыщенного пара над ней. Эта зависимость
выражается следующим уравнением:
D r
, Р
2Ма
гдр R
— газовая константа;
Т—аб с олютная температура;
Р
0
—давление
пара, насыщающего пространство над плоской поверх-
ностью жидкости при Г°;
Р —равновесное давление пдра над искривленной поверхностью
жидкости при
Т°\
М —молекулярный вес жидкости;
а—поверхностное натяжение жидкости при
Т°;
d
—плотность
жидкости при
Т°;
г—р а диус кривизны поверхности жидкости, в равновесии с кото-
рой находится пар, имеющий давление Р.
Представим себе два водных скопления, находящиеся в замкнутом
пространстве на одном уровне при одинаковой температуре и обладающие
поверхностями различной кривизны. Вследствие того, что пространство
замкнутое, воздух в нем будет насыщен водяным паром. При этом абсолют-
ная упругость пара над менее вогнутой поверхностью, как сказано выше,
будет выше, чем над более вогнутой. Вследствие этого начнется перегонка
водяного пара с первой поверхности на вторую. Это будет происходить
до тех пор, пока не израсходуется весь запас влаги из первого скопления
или пока, в силу тех или иных причин, кривизна обеих поверхностей не
сделается одинаковой.
Эффект Томсона и лежит в основе явлений к а п и л л я р н о й
к о н -
д е н с а ц и и , которое, при известных условиях, наблюдается в почвах
и других пористых телах. Если с почвой, имеющей ту или иную влажность,
соприкоснется воздух, насыщенный водяным паром (а степень насыщен-
ности воздуха мы определяем путем сравнения с упругостью пара, насы-
щающего пространство над п л о с к о й поверхностью воды), то влага,
находящаяся в таком воздухе, начнет конденсироваться в почве, вследст-
вие того, что вода в почве всегда образует скопления, ограниченные вогну-
тыми поверхностями, над которыми упругость насыщающего простран-
ство пара меньше, чем над плоской поверхностью.
Как будет показано в следующей главе, капиллярная конденсация
достигает заметной величины лишь при влажности почвы, близкой к вели-
чине максимальной гигроскопичности.
Электронная книга СКБ ГНУ Россельхозакадемии
