Форма свободной поверхности жидкости, находящейся в равновесии
3
ствия молекул жидкости с их химическим потенциалом, взятым с об-
ратным знаком [9], то условие термодинамического равновесия фак-
тически сводится к механическому равновесию [10]:
const,
p F
где
F
– химический потенциал частиц жидкости, рассчитанный на
единицу объема;
p
– давление. Причем на свободной поверхности
жидкости выполняется условие
.
F
Функция
,
h
имеет особенность при
0
h
, которая не
может быть скомпенсирована, если
0
при
0
h
, т. е. на ли-
нии трехфазного контакта. Анализ функции
,
h
показывает,
что при выполнении условия
2
LL L LS L S
a n a n n
всегда существует не-
которое значение угла
e
,
0
e
, такое, что
,
0,
e
h
0
h
. Именно это значение угла наклона свободной поверхности
жидкости следует отождествить с равновесным углом смачивания
(по условию Юнга) на линии трехфазного контакта. Наиболее про-
стая формула для равновесного угла смачивания получается, если
считать, что выполнено условие
2
1
. В этом случае
1
4
16 (1 ) .
3
e
(2)
Выражение (1) при выполнении указанного сильного неравенства
также упрощается:
3
4
16
,
1
48
3
LL
h
A h
,
(3)
где
,
LS
LL
A
A
LS L S LS
A n n a
,
2
LL L LL
A n a
– соответствующие постоян-
ные Гамакера. Ниже будет рассмотрено приближение формул (2) и (3).
Явление образования очень тонкой полимолекулярной пленки
постоянной толщины на поверхности твердого тела, находящейся в
равновесии с объемной фазой жидкости и образующей с ней краевые
углы, было впервые отмечено А.Н. Фрумкиным и Б.В. Дерягиным.
Физической причиной образования такой
-пленки являются силы,
которые следует отнести к структурным силам, т. е. к силам, связан-
ным с изменением энтропии жидкости у поверхности твердого тела.
Общей теории структурной составляющей расклинивающего давле-
