го? а і відступаючого? r крайових кутів для рідини на неідеальної твердої поверхні
Причинами такого гістерезису можна назвати три основні фактори:
а) Шорсткість поверхні. Ранні спостереження (Trillat et Fritz, 1937) показали, що лінія трифазного контакту? , Паралельна системі борозенок на поверхні підкладки, легко затримується ними. Серед більш пізніх експериментів заслуговує особливої ??уваги робота Деттра і Джонсона (1964), в якій досліджувалися підкладки із зростаючою ступенем шорсткості. Характерні результати вимірювань приведені на рис.7. Вони демонструють специфічну немонотонну залежність? від ступеня шорсткості підкладки. Подальші систематичні дослідження в цьому напрямку були зроблені Мейсоном (1978).
Рис. 7. Наступаючий? а і відступаючий? r кути для води на поверхні фтор-вуглецевого воску. Шорсткість поверхні досягається розбризкуванням воску. Потім нерівності згладжуються шляхом нагрівання в печі. Числа п на горизонтальній осі відповідають кількості вироблених нагрівань. Спостерігається різкий стрибок величини? r в області між п=6 і п=7 (за результатами роботи Dettre and Johnson, 1964).
б) Хімічні домішки або неоднорідності в структурі твердої поверхні також можуть відігравати істотну роль. Деякі з експериментів (Dettre and Johnson, 1964) проводились на поверхні парафіну, в яку були вкраплені шматочки скла. Різна смачиваемость скла і парафіну могла внести вклад в явище гістерезису. Проте систематичні дослідження суто хімічних ефектів на гладких поверхнях підкладки досі не здійснені.
в) Розчинені в рідині речовини (поверхнево-активні речовини, полімери і т. п.) можуть утворювати на поверхні підкладки плівку, присутність або відсутність якої іноді призводить до явища гістерезису. У багатьох випадках плівка, одного разу утворившись, прилипає до поверхні підкладки.
2. ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ ДИНАМІКИ розтікання
крайовий кут рівновагу змочування
Експериментально вивчалися два випадки: протягом рідини по капіляру і мимовільне розтікання краплі по горизонтальній підкладці.
Вибір об'єктів проводився без будь-якої продуманої системи. Більшість експериментів проведено з рідинами, які повністю змочують підкладку, але при цьому виникає фундаментальна невизначеність: така ситуація можлива як при S=??0, так і при S> 0. Випадок S=0 представляється винятковим для сухих поверхонь підкладки, але цілком можливим для вологих поверхонь (? Е=0). Однак відомо, що на вологій підкладці товщина попередньої рідкої плівки не фіксована, а залежить від деякого контрольного параметра. У разі повного L / V-рівноваги це - висота площини підкладки на?? рівнем рідини в резервуарі, що забезпечує рівноважний тиск пари.
2.1 Вимушене протягом рідини по капіляру
Рис. 8. Принципова схема експерименту
Геометрія, обрана в досвіді Гоффмана (1975), показана на рис. 8. Використовувався скляний капіляр (діаметром ~ 2 мм), усередині якого створювався потік рідини.
Швидкість течії змінюється в широких межах (більш ніж на п'ять порядків). Безрозмірний параметр
(2.1)
(де? - в'язкість рідини) змінювався ві...
