Свойства сухого и мокрого песка
Свойства мокрого песка очень сильно отличаются от качеств песка сухого. Это может подтвердить любой малыш, усердно выбивающий прилипший песок из своей формочки. Разумеется, причину этому он найти не в состоянии. Но мы-то понимаем, что дело в воде, которая проникла между песчинками и там осталась.
Сухие песчинки слабо связаны между собой, о чем свидетельствует сыпучесть такого песка. Л влажные легко слипаются, что говорит о резком увеличении сил сцепления. Происходит следующее. Вода обволакивает каждую частичку песка тончайшим слоем, похожим на пленку мыльного пузыря. И то, и другое существует за счет так называемых сил поверхностного натяжения.
Тончайшая пленка воды, обволакивающая влажные песчинки, соединяет их силой поверхностного натяжения. Когда соприкасаются две влажные песчинки, эти же силы поверхностного натяжения притягивают их друг к другу и довольно прочно «склеивают».
Чтобы песчинки надежно слипались, вода должна лишь покрывать частицы песка тонкой пленкой, большая же часть пространства между ними должна остаться заполненной воздухом.
А что произойдет, если количество жидкости станет постепенно увеличиваться? Как только все пространство между песчинками будет заполнено водой, силы поверхностного натяжения исчезнут, и получится смесь песка и воды, обладающая совершенно другими свойствами.
Их легко продемонстрировать, попытавшись построить что-то из песка под водой: ничего, кроме пологих холмов (какие получаются из сухого песка на берегу), не выйдет. Причина в том, что сила взаимодействия с водой уже не скрепляет песчинки друг с другом. Жидкость теперь находится не только между песчинками, но и со всех сторон — и влияния молекул воды на песчинки взаимно уравновешиваются.
СИЛЫ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ
Молекулы жидкости испытывают силы взаимного притяжении — именно благодаря этому жидкость не улетучивается моментально. На молекулы внутри жидкости силы притяжения других молекул действуют со всех сторон и поэтому взаимно уравновешивают друг друга. Молекулы же на поверхности жидкости не имеют соседей снаружи, и результирующая сила притяжения направлена внутрь жидкости. В итоге вся поверхность воды стремится стянуться под воздействием этих сил. По совокупности этот эффект приводит к формированию так называемой силы поверхностного натяжения, которая действует вдоль поверхности жидкости и приводит к образованию на ней подобия невидимой, тонкой и упругой пленки.