Меніск (фізика)

Меніск підфарбованої води у бюретці

A: Увігнутий меніск.
B: Опуклий меніск.

Меніск (від грец. μενικος півмісяць) — викривлена вільна поверхня рідини у місці її дотику з поверхнею твердого тіла. Утворюється біля стінок посудин, у каналах-порах губчастих тіл, просочених рідиною, у капілярних трубках, занурених одним кінцем у рідину і т. д.

В тонкій трубці (капілярі) меніск має сферичну форму, у достатньо вузькому зазорі між плоскими пластинами — циліндричну. Кривина меніска визначається відношенням сил міжмолекулярної взаємодії на межі трьох фаз — твердого тіла, рідини і газу.

Рідина, що змочує поверхню твердого тіла, утворює увігнутий меніск, у випадку не змочування — опуклий. У першому випадку взаємне притягання молекул рідини (когезія) слабкіше від їх притягування до молекул поверхні твердого тіла (адгезії). У другому, навпаки, сили когезії переважають над силами адгезії. Наприклад, поверхня води в системі повітря-вода-скло є увігнутою, тоді як у системі повітря-ртуть-скло ртутний меніск є опуклим.

Тиск пари над увігнутим меніском нижчий, а над опуклим вищий за тиск над плоскою поверхнею рідини. Різниця цих тисків має назву лапласівського (капілярного) тиску. Радіус меніска пов'язується з лапласівським тиском формулою закону Лапласа.

${\displaystyle p=\sigma \left({\frac {1}{R_{1}}}+{\frac {1}{R_{2}}}\right),}$

де R₁ і R₂ — радіуси кривини поверхні у двох взаємно перпендикулярних нормальних перерізах поверхні рідини.

Цим пояснюються, наприклад, явище капілярної конденсації, капілярне всмоктування рідини в пористі і волокнисті матеріали, підняття або опускання рідини по тонких трубках (капілярний ефект).

Див. також

• Змочуваність

Джерела

• Бушок Г. Ф. Курс фізики [Текст] : у 3 кн. / Г. Ф. Бушок , Є. Ф. Венгер . - К. : Вища школа. Кн. 1 : Фізичні основи механіки. Молекулярна фізика і термодинаміка : навч. посіб. . - К. : Вища школа, 2002 . - 375 с. - ISBN 966-642-123-2
• Кучерук І. М. Загальний курс фізики : у 3 томах [Текст] : навч. посіб. для студ. вузів / за ред. І. М. Кучерука . - К. : Техніка. Т. 1 : Механіка. Молекулярна фізика і термодинаміка / І. М. Кучерук , І. Т. Горбанчук , П. П. Луцик . - К. : Техніка, 1999 . - 536 с. - ISBN 966-575-017-8
• Чолпан П. П. Фізика [Текст] : підручник для студ. вузів / П. П. Чолпан . - К. : Вища школа, 2003 . - 567 с. - ISBN 966-642-112-7