Почему вода идет по «мокрому» пути? - физиков.нет
0 голосов
/ 25 января 2019

Позвольте мне объяснить, что я имею в виду ... ((Я задаю этот вопрос в разделе физики в надежде найти аргумент "физики"))

Я поясню, что имею в виду, демонстрируя эксперимент ...

Держите руку вертикально, указательным пальцем вверх. Теперь добавьте 2-3 капли воды прямо на палец. Капля воды должна ( теоретически ) оставаться там. Теперь слегка наклоните руку к одной стороне. Капля воды скатывается с вашего пальца вниз по запястью, оставляя след в сторону наклона, верно?

А вот и мой вопрос. Теперь, если вы приведете палец и руку в исходное вертикальное положение и поместите еще одну каплю воды на тот же палец. Теперь мы видим, что капля воды идет по тому же пути! Почему это происходит?

Мой аргумент: ранее оставленный водный след уменьшал трение на этом пути, заполняя промежутки между молекулами. Следовательно, новая капля имеет тенденцию скользить больше по этому пути и, следовательно, в конечном итоге проходит по нему.

((Этот «эффект» также наблюдается, когда слезные капли продолжают катиться по тому же пути. Но это может быть только потому, что этот путь является самым крутым.))

Ответы [ 2 ]

3 голосов
/ 25 января 2019

Если вы посмотрите ближе к краю воды, то увидите, что он образует угол с поверхностью. На диаграмме ниже я обозначил угол $\theta$:

Contact angle

Я показал два случая: один, где угол составляет около 90 °, и один, где он намного меньше 90 °. Этот угол называется контактным углом , и он показывает, насколько хорошо вода смачивает поверхность. На гидрофобной поверхности, такой как пластик, угол контакта будет высоким, как на верхней диаграмме. На гидрофильной поверхности угол контакта будет низким, как на нижней диаграмме.

Если угол контакта низкий, как на нижней диаграмме, поверхностное натяжение имеет тенденцию вытягивать воду наружу, поэтому она будет легче распространяться. Таким образом, вода распространяется легче по гидрофильной поверхности, чем по гидрофобной поверхности.

Смысл всего этого в том, что многие органические субстраты, такие как кожа, взаимодействуют с водой. Сухая кожа довольно гидрофобна, поэтому вода имеет большой контактный угол, и капля воды не растекается. Но когда вы оставляете кожу в контакте с водой, она впитывает воду, набухает и становится более гидрофильной. Вот почему ваша кожа морщин в ванне.

И вот почему, как только вода образовала след на вашей коже, она будет стремиться следовать тому же пути. Там, где течет вода, ваша кожа становится более гидрофильной, поэтому вода легче распространяется по ней. Там, где ваша кожа остается сухой, она все еще очень гидрофобна, поэтому вода на нее не распространяется.

Если вы попробовали свой эксперимент, но после первой капли у вас есть друг, который высушит вашу кожу феном, вы обнаружите, что последовательные капли воды будут менее склонны следовать той же дорожке.

0 голосов
/ 25 января 2019

Это может происходить из-за силы сцепления (силы притяжения между молекулами одного и того же вещества, такого как вода и вода). Вода, например, является сильно связной, поскольку каждая молекула может образовывать четыре водородные связи с другими молекулами воды в тетраэдрической конфигурации. Это приводит к относительно сильной кулоновской силе между молекулами.

Ртуть в стеклянной колбе является примером эффектов когезии. mercury

...