Мениск (гидростатика)

Мени́ск (от греч. μηνίσκος ) — искривление свободной поверхности жидкости вследствие её соприкосновения с поверхностью твёрдого тела или (реже) другой жидкости. Образуется в каналах и порах, около стенок сосудов, у края тел, помещённых в жидкость.

A: Вогнутый мениск.
B: Выпуклый мениск.

В капиллярах мениск имеет сферическую форму, в достаточно узком зазоре между двумя плоскими стенками — цилиндрическую. Радиус кривизны мениска определяется соотношением сил когезии и адгезии на границе раздела.

В случае, если жидкость смачивает твёрдое тело, мениск образуется вогнутым в жидкость — вогнутый мениск, если не смачивает — выпуклым. Над вогнутым мениском давление паров жидкости ниже, над выпуклым выше, чем над плоской свободной поверхностью жидкости. Этим явлением объясняется ряд так называемых капиллярных эффектов, например, всасывание жидкости в пористые материалы, появление разницы уровней между свободной поверхностью жидкости и сообщающейся с ней тонкой трубкой, явление капиллярной конденсации и так далее.

Разность давлений над мениском и плоской свободной поверхностью жидкости называется лапласовским (капиллярным) давлением. Радиусы кривизны мениска (в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, нормальных поверхности мениска), капиллярное давление p и поверхностное натяжение жидкости σ связаны формулой

$p=\mathrm{\sigma <!--\; \sigma \; -->}\left(\frac{1}{R_1}+\frac{1}{R_2}\right),$$p = \sigma \left( \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \right),$

которая называется Законом Лапласа.

Вогнутый мениск на поверхности подкрашенной жидкости в стеклянной трубке.

Выпуклый мениск на поверхности ртути в пластиковой банке.

ЛитератураПравить

• Физическая энциклопедия. Т.2. Гл.ред. А. М. Прохоров. М.:Сов.энциклопедия. 1988.