Процессы формирования

Краевым углом называется угол, составленный касательной к поверхности мениска, проведенной в точке раздела (жидкость – стенка капилляра) и поверхностью капилляра. По максимальной или средней высоте поднятия жидкости в капилляре можно судить о величине всасывающей силы.

Таким образом, влага может удерживаться в капиллярно-пористых телах с большой силой, выражающейся через потенциал (или давление) влаги. Величина потенциала (давления) равна работе, которую необходимо затратить на извлечение единицы массы (или, соответственно, объема) воды из капиллярно-пористого тела.

В зависимости от строения порового пространства, физико-химических свойств тела и содержания влаги давление влаги может варьироваться от долей атмосферы до нескольких тысяч атмосфер. При жесткой структуре порового пространства и стабильных физико-химических свойствах тела давление (потенциал) влаги является однозначной функцией влагосодержания.

Если, предположить, что вода полностью смачивает капилляр (т. е. в = 0) и при температуре 20° С поверхностное натяжение будет равно – 73 эрг/см2, тогда в капиллярах радиусом 10~8 см (примерно в сто раз превышающих размеры молекул) капиллярное поднятие достигает 1,5 км, а в капиллярах радиусом 10~7 см (в 10 диаметров молекул) вода поднялась бы на 15 км. Следовательно, пористое тело с радиусом капилляров в 10~в см всасывает воду с огромной силой, приблизительно равной 150 кг/см2.

Если капилляр имеет малую длину (что имеет место в реальных капиллярно-пористых телах), то стремление вогнутого мениска уменьшить свою поверхность создает силу, действующую на поверхность жидкости и стремящуюся вытянуть ее из капилляра. Стенки капилляра будут испытывать действие сил, обусловливающих сжатие стенок.