§ 3. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления

При попадании на поверхность жидкость может растекаться или собираться в капли. Растекание связано со смачиванием, а образование округлых капель часто указывает на несмачивание. Например, вода обычно смачивает чистое стекло, но плохо смачивает поверхность, покрытую воском. Результат зависит не только от жидкости, но и от материала поверхности, её чистоты и покрытия: одна жидкость ведёт себя по-разному на разных телах.

Объяснение связано с взаимодействием частиц. Если притяжение молекул жидкости к частицам поверхности достаточно велико по сравнению с их взаимным притяжением, жидкость распределяется по поверхности. При несмачивании взаимодействие внутри жидкости относительно сильнее, поэтому она стремится уменьшить площадь соприкосновения. Вблизи стенки сосуда поверхность жидкости искривляется. При смачивании возникает вогнутый мениск, а при несмачивании обычно наблюдают выпуклую поверхность.

Очень узкие трубки называют капиллярами. В них искривление поверхности влияет на весь столбик жидкости: смачивающая жидкость поднимается относительно уровня в широком сосуде, а несмачивающая опускается. Чем уже капилляр, тем заметнее изменение уровня при прочих одинаковых условиях. Подъём не продолжается бесконечно: постепенно устанавливается равновесие. Капиллярные явления встречаются не только в стеклянных трубках, но и в многочисленных порах материалов.

Бумага, ткань, древесина и почва содержат узкие промежутки, по которым распространяется влага. Поэтому полотенце впитывает воду, а вода в почве может подниматься к поверхности и испаряться. Рыхление разрушает часть капилляров и уменьшает потерю влаги. При строительстве используют гидроизоляцию, препятствующую намоканию стен. Свойства покрытий важны и для живой природы: загрязнение оперения нефтью нарушает защиту птицы от намокания и охлаждения.