МАРАНГО́НИ ТЕЧЕ́НИЯ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
МАРАНГО́НИ ТЕЧЕ́НИЯ (конвекция Марангони), возникновение потоков жидкости, вызванное неоднородностью поверхностного натяжения на границе раздела газ – жидкость или жидкость – жидкость. Первоначально к конвекции Марангони относили течения, при которых градиент поверхностного натяжения был обусловлен неоднородностью состава поверхностного слоя: именно их природа была впервые правильно истолкована итал. физиком К. Марангони в 1865. Впоследствии термином «М. т.» стали называть и течения, связанные с градиентами темп-ры жидкости или электростатич. потенциала. Течения, вызванные неоднородностями темп-ры и состава жидких сред, имеют во многом сходную структуру.
Появление М. т. объясняется следующим образом. Если поверхность жидкости неоднородна, то вдоль неё имеется градиент поверхностного натяжения, приводящий к нескомпенсированности напряжений в поверхностном слое. Эти напряжения вызывают движение слоёв жидкости, прилегающих к поверхности, которое затем распространяется в объём вязких сред.
К М. т. относятся: движение неоднородных плёнок жидкости, а также пузырьков и капель в неоднородных средах; торможение (дополнительное к вязкому) пузырьков и капель, перемещающихся в однородных растворах ПАВ, которое обусловлено формированием неоднородного слоя этих веществ на границе газ – жидкость. М. т. называют и разл. рода волновые и волнообразные движения слоёв жидкости, к наиболее известным из которых относится конвекция Бенара – Марангони; этот вид конвекции представляет собой вихревые потоки с ячеистой структурой, сформированной конвективным движением, зарождающимся в тонком слое подогреваемой снизу жидкости. Открыто также множество типов бегущих волн, самопроизвольно образующихся на межфазных поверхностях при переносе к ним ПАВ. Помимо регулярных движений, М. т. могут приводить к процессам, сходным с турбулентным движением.
С М. т. связан и эффект Марангони – Гиббса, суть которого состоит в увеличении натяжения плёнки раствора ПАВ при её растяжении. Эффект обусловлен снижением концентрации ПАВ в поверхностных слоях при быстром растяжении плёнки. В результате такого снижения поверхностной концентрации ПАВ повышается поверхностное натяжение и возникает М. т., препятствующее растяжению плёнки.