Stratul superficial. presiunea interna a lichidelor

Stratul superficial. Presiunea interna a lichidelor

O substanta lichida este separata de atmosfera înconjuratoare printr-un strat superficial. Multe din proprietatile lichidelor sunt determinate de existenta acestui strat superficial, iar moleculele din acesta se gasesc în conditii care se deosebesc de cele din volumul lichidului. Pentru a întelege acest lucru trebuie definita sfera de actiune moleculara. Asa cum am aratat în paragraful precedent, fortele de interactiune în lichide sunt slabe, si de aceea, o molecula interactioneaza doar cu moleculele aflate la o distanta maxima d. Volumul ocupat de moleculele aflate în interactiune cu o molecula data poarta numele de sfera de actiune moleculara, iar raza acestuia, egala cu d, se numeste raza de actiune moleculara.

O molecula aflata în interiorul lichidului, sufera din partea celorlalte molecule din sfera de actiune moleculara interactiuni simetrice, astfel încât forta rezultanta care actioneaza asupra ei este practic nula (Fig.3.1.a).

Când molecula se gaseste în apropierea suprafetei lichidului la o distanta mai mica decât raza de actiune moleculara, sfera de actiune moleculara nu se mai gaseste în întregime în interiorul lichidului (Fig.3.1.b) si de aceea, apare o forta rezultanta, care nu mai este nula, fiind orientata catre interiorul lichidului. Valoarea acestei forte creste pe masura ce molecula se apropie de suprafata fluidului, având valoarea maxima când molecula se gaseste chiar la suprafata (Fig.3.1.c). Stratul de la suprafata lichidului având grosimea egala cu raza sferei de actiune moleculara poarta numele de strat superficial. Având în vedere ca toate moleculele din stratul superficial sunt supuse unei forte rezultante orientate catre volumul lichidului, stratul superficial determina o apasare asupra restului lichidului si se comporta ca si cum ar fi o membrana elastica tensionata. Forta de apasare exercitata de stratul superficial pe unitatea de suprafata poarta numele de presiune interna. Un calcul estimativ al acestei presiuni da o valoare de ordinul a 170.000 atm, valoare foarte mare în comparatie cu presiunile externe aplicate lichidelor, aceasta fiind explicatia proprietatii de incompresibilitate.