Kąt zwilżania

Kąt zwilżania, kąt przyścienny[potrzebny przypis] – kąt utworzony przez powierzchnię płaską ciała stałego i płaszczyznę styczną do powierzchni cieczy graniczącej z ciałem stałym lub do powierzchni rozdziału dwóch stykających się cieczy[1]

Dla rosnącego kąta zwilżania kolejno: dobre zwilżanie, słabe, całkowity brak zwilżania
Przyrząd do pomiaru kąta zwilżania metodą goniometryczną

gdzie:

napięcie powierzchniowe na granicy faz,

a indeksy oznaczają:

ciecz,
gaz lub druga ciecz,
ciało stałe.

Powyższa zależność wynika z równowagi rzutów sił (przedstawionych na rysunku) na kierunek poziomy i zwana jest równaniem Younga[potrzebny przypis]:

W przypadku cieczy w naczyniu o pionowych ściankach kąt zwilżania oblicza się z równowagi rzutów sił na kierunek pionowy.[potrzebny przypis]

Kąt zwilżania przy wzroście i zmniejszaniu się kropli

Histereza kąta zwilżaniaEdytuj

Wartość kąta zwilżania cieczy postępującej po powierzchni ciała stałego przekracza wartość kąta zwilżania cieczy cofającej się na tej powierzchni.[potrzebny przypis] Efekt ten można zauważyć obserwując kroplę na nachylonym szkle lub innej powierzchni.[potrzebny przypis] Ta różnica w wartościach kątów zwilżania nazywana jest histerezą kąta zwilżania, która potrafi być duża, aż do 50° dla wody na powierzchniach ciał stałych[potrzebny przypis]. Przyczynę tego zjawiska upatruje się w chropowatości powierzchni, jej zanieczyszczeniu i adhezji.[potrzebny przypis] Tadmor i Chibowski wykazali, że zjawisko występuje nawet na gładkich płaskich powierzchniach[potrzebny przypis]. Wówczas kąt zwilżania w stanie równowagi jest wyrażony wzorem[potrzebny przypis]

 

gdzie:

 
 

a kąty   i   oznaczają odpowiednio kąt zwilżania dla cieczy rozlewającej się i dla cieczy cofającej się.

PrzypisyEdytuj

  1. Peter W. Atkins: Chemia fizyczna. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN, 2001, s. 150. ISBN 83-01-13502-6.

Linki zewnętrzneEdytuj