Зовнішнє незалежне оцінювання - комплексне видання
Частина I НАВЧАЛЬНИЙ ДОВІДНИК — З ПРИКЛАДАМИ ТА ЗАВДАННЯМИ
МОЛЕКУЛЯРНА ФІЗИКА І ТЕРМОДИНАМІКА
4. ВЛАСТИВОСТІ РІДИН
✵ Зберігають об'єм, але не зберігають форму (набувають форми посудини, у яку їх поміщають).
✵ Основна властивість — плинність.
✵ Характер молекулярного руху: молекули коливаються відносно положення рівноваги і «перестрибують» в інші позиції. Час «осідлого» життя більший за час переміщень.
✵ Молекули розташовані на порівняно невеликих відстанях, тому властивості рідини зумовлюються силами взаємодії молекул.
✵ Під дією сил поверхневого натягу рідина в стані невагомості чи в малій кількості (крапля) набуває форми кулі, оскільки при цьому є мінімальною площа вільної поверхні, а отже, і поверхневої енергії (адже будь-яка система прагне до стану з мінімальною потенціальною енергією).
4.1. ОСОБЛИВОСТІ ПОВЕРХНЕВОГО ШАРУ РІДИНИ
Найбільш характерною властивістю рідкого стану є наявність різкої межі, яка розділяє рідину та її пару.
Молекули рідини, що містяться на її поверхні, притягуються молекулами, які є всередині рідини. Притягання молекул пари, які містяться над поверхнею, є мізерно малим (рис. 4.1, а). Під виливом рівнодійної сили притягання молекули поверхневого шару втягуються всередину рідини, кількість молекул на поверхні зменшується, і вільна поверхня рідини прагне зменшити свою площу (скоротитися).
Це означає:
✵ вздовж вільної поверхні рідини діють сили, які намагаються скоротити (стягнути) цю поверхню;
✵ поверхневий шар рідини має надлишкову потенціальну енергію.
Сила поверхневого натягу 
це сила, яка діє по дотичній до вільної поверхні рідини, перпендикулярно до лінії, що обмежує поверхню, і напрямлена в бік скорочення цієї поверхні (рис. 4.1, б).
✵ Модуль сили поверхневого натягу обчислюють за формулою:
Fпов = 
,
де 
— поверхневий натяг рідини, l — довжина лінії, що обмежує поверхню.
Рис. 4.1
✵ Сила поверхневого натягу не залежить від площі вільної поверхні рідини.
✵ Якщо рідина має дві вільні поверхні, наприклад мильна плівка, то сили поверхневого натягу діють вздовж кожної поверхні.
Поверхнева енергія (енергія поверхневого шару рідини) Wпов — сумарна надлишкова потенціальна енергія молекул поверхневого шару рідини.
✵ Поверхневу енергію обчислюють за формулою:
Wпов = S,
де — поверхневий натяг рідини, S — площа вільної поверхні.
✵ Робота зі зміни площі вільної поверхні рідини дорівнює зміні поверхневої енергії: А = ∆Wпов = ∆S.
Поверхневий натяг рідини а— це фізична величина, яка характеризує властивості поверхневого шару даної рідини:
= 
= 
✵ Одиниця поверхневого натягу рідини в СІ — ньютон на метр (Н/м) або джоуль на метр квадратний (Дж/м2):
[] = 
✵ Поверхневий натяг рідини залежить:
1) від роду рідини — у летких рідин (спирт, ефір, бензин) поверхневий натяг менший, ніж у нелетких (ртуть, вода, розплавлені метали);
2) від температури рідини — зі збільшенням температури поверхневий натяг зменшується;
3) від наявності в складі рідини поверхнево активних речовин — наявність таких речовин значно зменшує поверхневий натяг.