Strona głównaPytania → Jaką wysokość ma rozlana ciecz?

Jaką wysokość ma rozlana ciecz?

Pytanie

Pyta Maciej

Ciecze przystosowują się do kształtu naczynia w którym są umieszczone. Jeśli zatem rozleje się 100 ml wody na idealnie płaską powierzchnię, to jaką wysokość będzie miała ta woda?

Odpowiedź

Odpowiada dr Miłosz Panfil

To prawda, że ciecze przystosowują się do kształtu naczynia. A właściwie, to prawie prawda. Jeżeli przyjrzymy się dokładnie powierzchni wody w szklance, to zobaczymy, że powierzchnia wody jest lekko wygięta przy brzegu szklanki. To wygięcie jest spowodowane rywalizacją dwóch sił. Z jednej strony, cząsteczki wody przyciągają się nawzajem, z drugiej strony także woda i szkło się przyciągają. W przypadku wody i szkła wygrywa ten drugi efekty i powstaje tak zwany menisk wklęsły, czyli powierzchnia wody odgina się do góry przy kontakcie z brzegiem szklanki. Gdybyśmy mieli do czynienia z rtęcią, to wynik byłby odwrotny i powierzchnia rtęci wygięta byłaby ku dołowi. Więcej o tym zjawisku można dowiedzieć się tutaj: Dlaczego woda zwilża szkło a rtęć nie?

W wodzie rozlanej na płaskiej powierzchni wciąż występuje przyciąganie między cząsteczkami wody. Powoduje ono, że cząsteczki wolą być blisko innych cząsteczek pokonując siłę grawitacji i tworząc cienką warstwę. Grubość tej warstwy zależy ponownie od wyniku rywalizacji siły wzajemnego przyciągania pomiędzy cząsteczkami wody, a oddziaływania pomiędzy cząsteczkami wody a cząsteczkami tworzącymi powierzchnię.

Na przykład na czystej powierzchni szkła woda rozpłynie się, ponieważ szkło silnie przyciąga cząsteczki wody, co jest zgodne z występowaniem menisku wklęsłego w szklance wody. Możemy zmniejszyć siłę przyciągania jeżeli umieścimy na szkle cienką warstwę wosku. Woda po takiej powierzchni nie rozleje się tak łatwo i możemy zaobserwować powstanie kropli, które świadczą o tym, że wzajemne przyciąganie cząsteczek wody wygrywa nad przyciąganiem wody i wosku.