Поверхност­ное натяжение и смачивание

Если осторожно положить канцелярскую скрепку в наполненный водой стакан, скрепка останется на поверхности воды. Может показаться, что на поверхности воды образовалась пленка. Встряхнув стакан, вы увидите, что скрепка опустится на дно.

Чтобы скрепка под влиянием силы тяжести могла опуститься на дно сосуда, она должна сдвинуть молекулы воды со своего пути. Мы знаем, что молекулы воды связаны между собой. В толще воды каждая молекула может притянуть к себе «приятеля» справа или слева, сверху или снизу. Но в поверхностном слое у молекул с одной стороны, а именно вне воды, соседей нет. Когда молекулу воды пытаются вытолкнуть из поверхностного слоя, то ее соседи стараются втянуть ее назад. Это явление называется поверхностным натяжением. Благодаря ему вода словно покрыта пленкой, через которую скрепке проникнуть не удается. Именно благодаря поверхностному натяжению капля воды сохраняет свою округлую форму.

Поверхностное натяжение успешно использует небольшое насекомое – водомерка. Водомерок можно увидеть практически в любом пруду. На своих длинных тонких ногах они скользят по водной поверхностной плёнке словно конькобежцы по льду. Кончики ног водомерки покрыты слоем похожего на масло вещества.

Если мы осторожно положим канцелярскую скрепку в наполненный водой стакан, она будет плавать на поверхности воды. Если же добавить в этот стакан каплю средства для мытья посуды, то скрепка опустится на дно. Во время стирки белья вода не проникает в пространство между волокнами многих текстильных материалов именно по причине поверхностного натяжения. Если к воде добавить стиральный порошок, то поверхностное натяжение уменьшится, и материал намокнет. Поверхностное натяжение также уменьшается при повышении температуры.

Говорят, что в плохую погоду хороший хозяин даже собаку на улицу не выгонит, потому что собака будет «мокрой как мышь». Для гуся же дождь не страшен – все равно что «с гуся вода». Вода и многие другие жидкости обладают свойством смачивать другие вещества. Это означает, что молекулы жидкости притягиваются к молекулам твердой поверхности, и жидкость растекается по ней. Это явление называется смачиванием.

Однако не все поверхности намокают. Ты можешь в этом убедиться, если смажешь половину поверхности карманного зеркальца растительным маслом и затем капнешь на обе половины воды. На чистой поверхности вода растекается, потому что молекулы воды и молекулы поверхности стекла притягиваются. Между молекулами масла и воды такого притяжения нет, и вследствие поверхностного натяжения капельки воды собираются в «шарики». 

Перья водоплавающих птиц не намокают, поскольку покрыты тонким слоем жира, отталкивающего воду. Этот жир выделяется копчиковой железой, которая находится у птиц около хвоста. Шерсть водных животных тоже не намокает. Как и водоплавающие птицы, они смазывают свою шубку жиром. Вылезшей из воды выдре или бобру достаточно лишь один раз отряхнуться, и их шкурка вновь становится сухой. Попавшие на оперение птиц нефть или бензин растворяют защитный слой жира, и холодная вода проникает сквозь перья. Это создает серьезную опасность для жизни птиц.

Чтобы не мокнуть под дождем, люди придумали плотные ткани, изготовленные из искусственного волокна (напр., плащ-дождевик). Но одежду из природных материалов тоже можно сделать непромокаемой с помощью масел и жиров.