Как найти угол смачивания

Краевой угол смачивания: понятие, методы измерения

Краевым углом смачивания называется угол между твердой поверхностью и каплей жидкости в точке контакта трех фаз – твердой, жидкой и газообразной.

Величина угла смачивания показывает степень межмолекулярного взаимодействия частиц жидкости и поверхности твердого тела.

Смачиванием называется такое взаимодействие твердого тела и жидкости, при котором последняя растекается по поверхности. Площадь контакта капли и тела при смачивании максимальна.

Это происходит из-за неравенства сил адгезии и когезии.

Адгезия действует на сцепление молекул разнородных материалов: жидкого и твердого. Она направлена противоположно когезии, которая действует на сцепление молекул внутри капли жидкости.

Когда адгезия превышает когезию, происходит растяжение капли по поверхности твердого тела. При этом угол смачивания оказывается острым.

Если угол равен или приближен к 0, то говорят о полном смачивании поверхности и ее супергидрофильности.

Менискообразные капли, соответствующие углу смачивания около 60 градусов, образуются на гидрофильных поверхностях. Такие капли формируются при попадании воды на стекло, ртути на цинковую поверхность.

Если когезионное взаимодействие молекул внутри капли жидкости превышает силы адгезии, то капля стремится приобрести шарообразную форму, а площадь ее контакта с твердым телом уменьшается.

Поверхности, при попадании на которые жидкости приобретают полукруглую форму, называются гидрофобными. Угол смачивания в таком случае равен или превышает 90 градусов.

На сверхгидрофобных поверхностях жидкость приобретает форму шара, краевой угол смачивания стремится к 180 градусам. В природе таких явлений не наблюдается.

Термины гидрофильность и гидрофобность применяются в случаях взаимодействия твердых поверхностей и воды. Смачиваемость или несмачиваемость другими жидкостями называются лиофильностью и лиофобностью.

Один из самых простых и распространенных способов измерения краевого узла смачивания – фотофиксация.

Данный способ измерения также называют методом «сидячей капли».

Для более профессионального и точного измерения угла смачивания используются специальные приборы.

Они состоят из нескольких камер, регистрирующих каплю с разных ракурсов, дозирующих систем, подающих жидкость, программного обеспечения для автоматического определения не только краевого угла смачивания, в том числе под давлением, но и расчета свободной энергии поверхности, поверхностного и межфазного натяжения.

Существуют устройства с измерением угла смачивания методом отраженного света. Они позволяют измерить краевой угол смачивания на поверхности со сложным рельефом, не разрушая ее.

Наблюдение за каплей в этом случае происходит сверху. Краевой угол рассчитывается на основании расстояния между двумя точками отраженного света с кривой поверхности капли. Фиксация осуществляется в формате видео. Камера передает отраженный свет на компьютер, где осуществляется расчет.

Такие приборы позволяют также выявить неоднородность смачивания за счет наблюдения сверху.

Измерение угла смачивания необходимо для создания и модернизации гидрофобных покрытий. Сегодня они находят очень широкое применение.

Гидрофобное покрытие – это материал, который наносится на поверхности для обеспечения их водонепроницаемости и несмачиваемости.

Они защищают поверхности от разрушающего воздействия влаги и намокания.

В быту такие материалы применяются на стеклах и частях корпусов автомобилей, обуви, тканях, экранах гаджетов для обеспечения стекания капель воды без удерживания на поверхности.

Более широкое использование они получили в промышленности.

При строительстве конструкций гидрофобные пропитки позволяют предотвратить разрушение пористых материалов под воздействием влаги и увеличить надежность и срок их эксплуатации.

На деталях оборудования они выполняют ряд важных функций: защита от коррозии, обледенения, увеличение срока службы.

Например, для узлов промышленного оборудования разработано гидрофобное покрытие MODENGY 1009.

В его состав включен политетрафторэтилен. Он обладает низкой адгезией к большинству материалов. Данное вещество также обеспечивает низкий коэффициент трения, благодаря чему сфера применения покрытия очень широка.

Например, покрытие MODENGY 1009 наносится на механизмы оборудования, работающего при отрицательных температурах. За счет предотвращения задерживания конденсата материал защищает от примерзания и обеспечивает штатное срабатывание устройств.

Также покрытие эффективно работает на механизмах, эксплуатируемых в агрессивных средах, таких как морской климат. Оно защищает обработанные поверхности от воздействия соляного тумана и предотвращает оседание капель соленой воды. Благодаря этому обеспечивается длительная защита от коррозионного разрушения.

Свойства гидрофобных покрытий полезны на производствах, оборудование которых работает с расплавленными полимерными материалами. Это станки по упаковке изделий в пленку, термоформовочные аппараты, экструзионные линии, форсунки для подачи расплавленного пластика, формообразующая оснастка.

Применение покрытия позволяет предотвратить прилипание и нагар разогретых полимеров, благодаря чему повышаются срок службы оборудования и качество продукции, ускоряется процесс производства.

Возврат к списку

Методы определения углов смачивания

В литературе можно найти описание целого
ряда методов определения угла смачивания.
Мы же остановимся на кратком описании
лишь самых простых, на наш взгляд, и
подробнее рассмотрим процедуру измерения
θ гониометрическим методом, который
используется на кафедре ТП и МЭТ.

Метод проекции капли

Каплю жидкости на горизонтальной
исследуемой поверхности проецируют на
экран и по фотографии или рисунку
определяют угол между касательной к
капле в точке соприкосновения трех фаз
и поверхностью образца. Точность такого
определения оценивается в 1-5 градусов.

θ определяют по высоте (h)
капли и радиусу площади контакта капли
с исследуемой поверхностью (r_к)
(рис.2), пользуясь формулами:

при θ < 90°

при θ 90°cosθ = 1 -h/r_к

Рис.2.

Для капель малого размера, когда можно
пренебречь ее деформацией за счет
действия гравитации:

tgθ =h/r_к.

Для измерения параметров капли (hиr_к) целесообразно
использовать измерительный микроскоп
с горизонтальной оптической осью.

Измерение угла смачивания гониометрическим
методом

На кафедре ТП и МЭТ для измерения краевых
углов смачивания поверхности используется
гониометр, смонтированный на основе
микроскопа МИН-4. Схема гониометра
показана на рис 3.

Процедура измерений угла смачивания
состоит в следующем. Исследуемый образец
(1) помещают на предметный столик (2)
гониометра. На поверхность образца с
помощью пипетки наносят каплю смачивающей
жидкости (3). Радиус капли (r)
не должен превышать капиллярную
постоянную для данной жидкости:

,

чтобы свести к минимуму искажение формы
капли за счет гравитации: _жги_ж— поверхностное
натяжение и плотность смачивающей
жидкости соответственно,g- ускорение свободного падения.

Рис. 3.Схема
гониометра на основе микроскопа МИН-4

1-образец, 2-предметный
столик, 3-капля жидкости, 4-винт настройки
резкости изображения, 5-вращающийся
лимб, 6-микрометрический винт вертикального
перемещения столика, 7-конус, 8-окуляр;
9-объектив.

Оценки по условию дают для воды г ≤ 3,8
мм (масса капли не более -230 мг, а для
глицерина — г ≤ 3,2 мм (170 мг).

С помощью винта настройки (4) добиваются
резкого изображения капли воды и
проволочки, натянутой по диаметру
вращающегося лимба (5). Вращая лимб (5) и
микрометрический винт (6) регулирующий
высоту предметного столика, совмещают
изображение проволочки – диаметра с
границей раздела поверхность образца
– воздух, регистрируют соответствующий
этому положению исходный угол поворота
угломерного устройства (θ₀),
отсчитывая его с помощью шкалы лимба
(5) и нониуса (7). Нониус позволяет
отсчитывать угол с точностью до 0,1
градуса.

Вращая лимб (5) по часовой стрелке и
слегка перемещая вправо или влево
предметный столик с образцом, устанавливают
проволочку – диаметр в положение
касательной к поверхности капли в точке
соприкосновения трех фаз (твердой,
жидкой и газообразной). Отсчитывают
соответствующий этому положению лимба
угол θ₁.

Результирующий угол смачивания
определяется как модуль разности θ₀иθ₁:

.

Опыт показывает, что равновесное
(стационарное) значение краевого угла
смачивания устанавливается не сразу:
в течение некоторого времени θ изменяется
за счет растекания капли. Время
установления стационарного значения
угла смачивания для каждой пары
поверхность – жидкость следует определять
экспериментально, измеряя величину θ
через определенные промежутки времени
после нанесения капли. Кинетика растекания
жидкости по поверхности наряду с
равновесным значением θ может быть
полезной характеристикой поверхности.

Для оценки воспроизводимости
экспериментальных результатов θ
целесообразно измерять 5-10 раз на одной
и той же поверхности, рассчитывая на
основании этих измерений среднее
значение θ и границы доверительного
интервала θ.

Основным недостатком описанного выше
гониометрического метода измерения
угла смачивания, отмечаемым в литературе,
является известный субъективизм в
построении касательной к поверхности
капли в точке соприкосновения фаз.

Кроме того, в силу энергетической
неоднородности поверхности твердых
образцов периметр смачивания может
заметно отличаться от окружности, а
значит, и углы смачивания в разных точках
периметра капли будут различны.

Метод диаграммы отраженного света

Принципиальная схема измерений приведена
на рис.4, 5, 6. Плоская пленка располагается
горизонтально, капля смачивающей
жидкости на ее поверхности имеет круглое
сечение, угол смачивания не превышает
90^о. Параллельный пучок света
распространяется горизонтально,
параллельно поверхности пленки, частично
срезаясь ею, и падает нормально на
вертикальный экран. При освещении капли
излучение отражается ее выпуклой
поверхностью. Пространственная диаграмма
отраженного света частично отображается
на экране в виде световой картины,
параметры которой связаны с величиной
краевого угла. Искомый краевой угол
равен в этом случае просто углу между
вертикалью и периметром световой
картины. Он может быть непосредственно
измерен на экране или на скопированной
с экрана световой картине. Последний
способ и использовался в данной работе.

Рис.4.Установка для
измерения краевого угла смачивания:

1 – гелий-неоновый
лазер;

2 — горизонтальный
столик;

3 — капля жидкости
на подложке;

4 — экран.

Рис.5.
Установка подложки Рис.6.
Изображение, наблюдаемое

с каплей на экране

Процедура измерений заключается в
следующем. На горизонтальный столик 2
устанавливается подложка, на которую
из пипетки наносится капля жидкости
(воды или глицерина). На экране (4)
закрепляют лист бумаги. Вращая винты,
устанавливают столик таким образом,
чтобы луч лазера проходил строго по
поверхности подложки, чуть ее касаясь.
На экране появляется изображение
отраженного луча в виде вертикальной
линии (рис.6). Далее подложку с каплей
перемещают так, чтобы луч шел по
касательной к капле (рис 5). На экране
появляется световая картина, являющаяся
отражением луча от периметра капли. Она
представляет собой линию, идущую под
углом к вертикали (рис.6). Этот угол равен
углу смачивания. Изображение отмечается
на закрепленной бумаге карандашом, а
угол измеряется транспортиром.

Так как капля неравномерно растекается
по поверхности подложки, рекомендуется
произвести несколько замеров, поворачивая
подложку с каплей. Полученные значения
усредняются. На основе найденных углов
смачивания рассчитывают поверхностную
энергию материала по уравнению Фаукса-Юнга
(5). Методика и пример расчета изложены
выше.

Подводя итог, следует отметить, что
методы определения чистоты поверхности,
основанные на смачивании их водой,
зависят от большого числа факторов,
могущих исказить результаты.

В производственных условиях в ответственных
случаях используют параллельно некоторые,
хотя и более грубые, но объективные
методы проверки деталей на жировые
загрязнения. Примером таких методов
может служить метод, основанный на
определении интенсивности флюоресценции
масла, растворенного в трихлорэтилене,
под действием УФ облучения. Контролируемые
детали помещают на металлическую сетку
прибора и подвергают обработке парами
трихлорэтилена в течение 15 мин. Затем
сравнивают оптическую проницаемость
использованного трихлорэтилена с
проницаемостью эталонного (чистого) и
по градуировочной кривой определяют
объемную концентрацию загрязнений в
трихлорэтилене.

Наиболее простым методом контроля
считается люминесцентный. Он основан
на определении интенсивности свечения
жировых загрязнений при облучении
испытуемых деталей УФ светом. Интенсивность
свечения можно измерить, контроль может
быть и чисто визуальным для грубой
оценки чистоты деталей. Метод пригоден
не только для выборочного, но и для
сплошного контроля деталей.

Качество очистки можно контролировать
по электропроводности воды, используемой
для промывки деталей на последних этапах
очистки. Повышение этого параметра
свидетельствует об ухудшении качества
очистки. Этот метод позволяет решать
многие практические задачи, в том числе
и при осуществлении непрерывного
контроля производства. Нередко измерение
электропроводности сочетают с измерением
других величин, например, плотности,
вязкости, рН промывной жидкости.

Электропроводность раствора может быть
найдена, если измерить активное
сопротивление между погруженными в
него электродами. Для измерения
сопротивления пользуются переменным
током, так как постоянный ток вызывает
электролиз и поляризацию электродов.

Рис 7.
Схема установки для измерений
электропроводности

жидкостей

Сопротивление раствора определяют
путем сравнения с эталонным сопротивлением
(рис. 7). Суть используемого в лаборатории
метода определения удельного сопротивления
воды состоит в том, что через ячейку с
водой протекает заведомо известный
ток, а с последовательно включенного
сопротивления, величина которого тоже
известна, снимается падение напряжения.
Затем простыми расчетами устанавливается
сопротивление деионизованной воды и
воды, используемой для промывки.

(Ом).

При выполнении работы можно определить,
сколько ополаскиваний требуется, чтобы
полностью удалить следы промывных
жидкостей.

Итак, целью данной работы является
знакомство с наиболее распространенными
методами очистки деталей ЭВП и ИМС и с
доступными в условиях кафедры методами
контроля степени чистоты испытуемой
поверхности. Берутся либо стеклянные,
либо керамические пластины. Чтобы оценка
методов очистки была правомерной,
предварительно необходимо спровоцировать
равномерное загрязнение подложек и
оценить состояние поверхности, измеряя
углы смачивания, например, разными
жидкостями. Проведя очистку любым из
рассмотренных выше методов, вновь
оцениваем по углу смачивания состояние
поверхности. Можно сравнить эффективность
различных способов очистки по заданию
преподавателя.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Угол контакта

Угол контакта (θ) – это угол, который образуется между каплей жидкости и поверхностью твердой или иной фазы.

Равновесие сил, воздействующих на угол контакта (θ)

Равновесное уравнение: γ_sv = γ_sl + γ_lv cosθ

γ_lv –равновесное состояние между жидкостью и газовой фазой;

γ_sv –равновесное состояние между твердой фазой и газовой фазы;

γ_sl – равновесное состояние между твердой и жидкой фазами.

Статический угол контакта

Статический угол контакта измеряется в том случае, когда капля жидкости находится в неподвижном состоянии на твердой поверхности.

Динамический угол контакта

Динамический угол контакта измеряется в том случае, когда граница раздела фаз движется и происходит изменение статического угла контакта во времени. Динамический угол контакта бывает двух типов – наступающий и отступающий. Измерение может быть произведено двумя методами – метод изменения объема капли и метод наклона подставки.

Наступающий угол смачивания θ_a : наибольший угол контакта достигается путем увеличения межфазной поверхности при добавлении дополнительного количества жидкости.

Отступающий угол смачивания θ_r: возникает при уменьшении объема жидкой капли.

Угол гистерезиса θ_H: является разницей между наступающим и отступающим углами  θ_H = θ_a — θ_r

Наклонный метод:  совмещает как наступающий, так и отступающий угол контакта в одной капле. Капля помещается на рабочий столик, который постепенно начинает наклоняться. Наступающий угол измеряется в нижней части капли (на картинке слева), когда она начинает двигаться. Отступающий угол контакта измеряется в верхней части капли (на картинке справа).

Методы измерения и расчета угла смачивания лежачей капли

Существует 4 метода измерения и расчета угла смачивания лежачей капли:

1. 1. Полуугловой метод
2. 2. Круговой метод
3. 3. Эллиптический метод
4. 4. Тангенциальный метод

Полуугловой метод

Если размер капли мал, то ее можно представить как часть сферы и профиль капли в двух измерениях, т.е. в виде круга.

Здесь h – высота, а r – половина ширины базовой линии. Таким образом, θ₁ = tan^-1h/r. И в случае простой геометрии угол смачивания можно выразить следующим образом θ = 2θ₁. (см. рисунок). Рассчитав h и r при помощи анализа изображения, далее можно рассчитать угол контакта θ.

Этот метод подходит для капель симметричной формы и меньшего размера. Для капель большего размера и тяжести можно снизить высоту вершины.

Круговой метод

Стадии расчета угла контакта круговым методом:

• Захват и сохранение изображения с упавшей каплей.
• Распознавание базовой линии
• Выберите 3 или более точек на краю криволинейного профиля капли.
• По кривой с данными точками можно найти уравнение окружности.
• Угол смачивания представляет собой угол между касательной и базовой линией.

Данный метод является наиболее распространенным при вычислении угла контакта.

Эллиптический метод

В эллиптическом методе применяется построение кривой профиля капли. В этом отношении данный метод похож на круговой.

• Захват и сохранение изображения с упавшей каплей.
• Распознавание базовой линии
• Выделение 6 базовых точек на кривой
• Вычисляется уравнение эллипса
• Угол смачивания представляет собой угол между касательной и базовой линией

По сравнению с другими данный метод является достаточно сложным. Поэтому он используется для вычисления угла смачивания по методу лежачей капли в диапазоне 0 — 130°С.

Тангенциальный метод

Форма капли представляется как часть контура предполагаемой окружности. В данном методе определяется центр предполагаемой окружности, и угол контакта представляет собой угол между касательной и окружностью.

Три точки L1, L2 и L3 образуются на представляемой окружности. Левый гол контакта – угол между касательной m и базовой линией l. Правый угол контакта может быть измерен таким же образом при помощи точек R1, R2, и R3.

Измерение краевого угла

1. Подготовка образца

Образцы должны быть подготовлены заранее, и их поверхности должны быть надлежащим образом очищены непосредственно перед измерениями угла контакта. Образец следует размещать строго в горизонтальном положении. Необходимо тщательно очистить иглу шприца. Это важно потому, что жидкость, выходящая из иглы, может немного подниматься вверх по наружной поверхности иглы в ходе эксперимента. Желательно натереть кончик иглы водоотталкивающим составом.

2. Обеспечение условий влажности / уровни пара

Образец должен быть помещен в измерительную ячейку, заполненную рабочей жидкостью. Эти операции проводятся за несколько минут до измерения угла контакта. На данном этапе необходимо закрепить шприц, заполненный рабочей жидкостью, и выровнять иглу по отношению к поверхности образца.

3. Измерение статического угла контакта

После выхода жидкости из иглы должна появиться капля. Диаметр капли должен быть больше диаметра иглы в 3-4 раза. Подача жидкости должна осуществляться до того момента, пока целая капля не выйдет из иглы. Далее игла должна быть удалена. Нужно выждать 1-3 минуты для стабилизации капли, после чего можно померить статический угол контакта.

4. Измерение наступающего угла контакта

Игла должна быть перемещена назад к капле и необходимо добавлять жидкость до того момента, пока не растечется база. Далее игла снимается и измеряется наступающий угол контакта. Эта операция повторяется 3-5 раз, после чего берется среднее значение.

5. Измерение убывающего угла контакта

Игла погружается в каплю для того, чтобы начать втягивать жидкость обратно, уменьшив тем самым размер капли. Данную операцию следует проводить аккуратно, не меняя, диаметра капли. После аккуратного удаления иглы можно измерить убывающий угол контакта. Измерение следует провести 3-5 раз, усреднив в конечном итоге результат.

6. Воспроизведение результатов

Измерение угла контакта необходимо повторить либо на 3 – 5 точках одного и того же образца, либо на других таких же образцах, прошедших те же стадии очистки.

ГЛАВА ХI. АДГЕЗИЯ, СМАЧИВАНИЕ И РАСТЕКАНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Адгезия и работа адгезии

Адгезия, смачивание и растекание относятся к межфазным взаимодействиям, которые происходят между конденсированными фазами. Межфазное взаимодействие или взаимодействие между приведенными в контакт поверхностями конденсированных тел разной природы называют адгезией(прилипанием). Адгезия обеспечивает между двумя телами соединение определенной прочности, обусловленное межмолекулярными силами.

Различают адгезию между двумя жидкостями, между жидкостью и твердым телом и между двумя твердыми телами.

Явления адгезии и смачивания широко распространены. Склеивание материалов, нанесение покрытий, получение материалов на основе связующих и наполнителей (бетон, резина, стеклопластики и т. п.), сварка и паяние металлов, печатание – все эти процессы связаны с адгезией и смачиванием, которые в значительной степени определяют качество материалов и изделий.

Рис.27. К выводу соотношения между работой адгезии и поверхностными натяжениями взаимодействующих компонентов (уравнения Дюпре): 1 – газ; 2 – жидкость; 3 ‑ твердое тело

Из-за сложности протекающих процессов, рассматриваемые в данном разделе межфазные явления до сих пор недостаточно изучены. Поэтому основное внимание будет уделено системам, в которых имеется хотя бы одна жидкая фаза, что позволяет обеспечивать равновесные обратимые условия и соответственно использовать термодинамические соотношения.

Адгезия – результат стремления системы к уменьшению поверхностной энергии. Поэтому адгезия является самопроизвольным процессом.

Работа адгезии W_ад (по аналогии с работой когезии) определяется как работа изотермического обратимого разделения двух конденсированных фаз вдоль межфазной поверхности единичной площади.

При таком разделении образуются свободные поверхности раздела обеих конденсированных фаз с газом, имеющие энергии и , и исчезает межфазная поверхность с энергией (рис.27), следовательно,

(XI.1)

Это уравнение Дюпре. Оно отражает закон сохранения энергии при адгезии. Из него следует, что работа адгезии тем больше, чем больше поверхностные натяжения исходных компонентов и чем меньше межфазное натяжение.

Величина W_ад характеризует родственность контактирующих фаз, т. е. степень насыщения нескомпенсированных поверхностных сил при контакте. Межфазная энергия , наоборот, определяет интенсивность остаточных нескомпенсированных сил на границе раздела конденсированных фаз.

Она измеряется в тех же единицах, что и поверхностное натяжение (Дж/м 2 ).

Работу адгезии экспериментально определяют при непосредственном разрушении соединения. Работу адгезии можно определить и косвенными методами, которые особенно удобны, если хотя бы одной из взаимодействующих фаз является жидкость и можно измерить, например, краевой угол.

Смачивание и краевой угол. Закон Юнга

Смачивание – это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с твердым или другим жидким телом при наличии одновременного контакта трех несмешивающихся фаз, одна из которых обычно является газом (воздухом).

Степень смачивания количественно характеризуется косинусом краевого угла (угла смачивания), или просто краевым углом (углом смачивания).

При нанесении небольшого количества жидкости, например, капли на поверхность другой жидкости, имеющей большую плотность, или на поверхность твёрдого тела можно наблюдать два процесса, если приводимые в контакт вещества взаимно нерастворимы. В одном случае нанесенная жидкость остается на поверхности другой фазы в виде капли, принявшей при установившемся равновесии определенную форму. В другом случае капля растекается по поверхности. Вначале рассмотрим первый процесс, когда капля не растекается полностью по поверхности другого тела.

Рис.28. К выводу уравнения для краевого угла (закона Юнга).

Рис.28 иллюстрирует состояние капли жидкости на поверхности твёрдого тела в условиях равновесия. Поверхностная энергия твёрдого тела, стремясь уменьшиться, вызывает растяжение капли по поверхности. Эта энергия равна поверхностному натяжению твёрдого тела на границе с воздухом s_{3, 1}. Межфазная энергия на границе твёрдого тела с жидкостью s_{2, 3} стремится, наоборот, сжать каплю, т. е. поверхностная энергия уменьшается за счет снижения площади поверхности. Растеканию препятствуют когезионные силы, действующие внутри капли. Действие когезионных сил направлено от границы между твёрдой, жидкой и газообразной фазами по касательной к сферической поверхности капли и равно s_{2, 1} (силы гравитации не учитываются). Угол q, который образован касательными к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, имеющий вершину на линии раздела трех фаз, называется краевым углом смачивания.

Так как поверхностное натяжение можно рассматривать как энергию, приходящуюся на единицу площади, или как силу, действующую на единицу длины, то все рассмотренные составляющие поверхностной энергии можно выразить с помощью векторов сил. При равновесии между ними соблюдается следующее соотношение:

(XI.2)

Полученное соотношение называется законом Юнга. Отсюда количественную характеристику смачивания – косинус краевого угла можно выразить через поверхностные и межфазное натяжения:

(XI.3)

Чем меньше угол q и соответственно больше cos q, тем лучше смачивается поверхность. При остром угле q, т. е. при cos q > 0, поверхность считают хорошо смачиваемой данной жидкостью. Если угол q тупой, т. е. cos q