В» він або В«твердийВ», визначається тиском Р 0 . Його можемо змінювати за власним бажанням. Якщо, то, змінюючи (зрозуміло, не порушуючи нерівності), ми ніяк не вплине на розмір міхура, який сильно стислий власним, лапласовскім тиском, значно більшим, ніж зовнішнє. Тобто, якщо радіус міхура настільки малий, що-зовнішній тиск пренебрежимо мало в порівнянні з лапласовскім і тому до тих пір поки це нерівність зберігається, міхур збереже свій радіус. А це і означає, що він твердий! А ось у разі, коли, лапласовское тиск значно менше зовнішнього і тому будь-який тиск буде приводити до зміни радіуса міхура. Більше тиск - менше радіус, менше тиск - більше радіус. Це - В«М'якийВ» міхур, він відчуває зовнішній тиск. Збільшуючи зовнішній тиск, його можна стиснути.
Для того щоб наші міркування здобули кількісну міру, оцінимо радіус міхура, який стискається лапласовскім тиском, рівним зовнішньому. Такий міхур є як би прикордонним між В«м'якимиВ» і В«твердимиВ» бульбашками. Якщо зовнішній тиск одно атмосферному, то
м.
Отже, В«ТвердіВ» бульбашки у воді - це ті, радіус яких значно менше мікрометра, а В«м'якіВ» - це ті, радіус яких значно більше мікрометра.
В«М'якіВ» і В«твердіВ» бульбашки відрізняються не тільки розмірами. Виявляється, що в багатьох реальних ситуаціях вони виявляють різні властивості і різну поведінку.
Для В«М'якогоВ» бульбашки, коли лапласовскім тиском можна знехтувати, з головної формули слід. Це означає, що при об'єднанні двох В«м'якихВ» бульбашок будуть підсумовуватися їх обсяги, так як підсумовується число газових молекул. З цієї обставини виникають два важливих наслідки. p> перше, воно означає, що обсяг утворився міхура дорівнює сумі обсягів об'єдналися.
друге, виявляється, що два об'єдналися міхура мають поверхню меншу, ніж та, яку вони мали до об'єднання. Дійсно, умова підсумовування обсягів двох бульбашок, радіуси яких і, означає, що
.
Це рівність можна переписати в іншій формі:
.
Так як, то
.
Саме в цьому нерівність і міститься енергетичне виправдання об'єднання В«м'якихВ» міхурів: енергія укладеного в них газу не змінюється, а пов'язана з ними поверхнева енергія зменшується. Так що в процесі злиття загальна енергія зменшується - злиття В«м'якихВ» бульбашок енергетично вигідно.
Тепер про злиття В«твердихВ» бульбашок. Для них з головної формули слід. Це означає, що при злитті таких бульбашок підсумовуються не їхні обсяги, а поверхні:
.
При цьому обсяг сумарного міхура повинен перевищувати суму обсягів злилися міхурів:
.
Висновок: при злитті В«твердихВ» бульбашок поверхню, а значить, і енергія поверхні, залишаються незмінними. Здавалося б, і об'єднуватися їм нічого. Є, однак, виправдання процесу злиття твердих бульбашок. Воно полягає в т...
