Question

Почему оторвать стеклянную пластинку от ртути труднее, чем от воды?

Вода, как известно, смачивает стекло, значит, сила притяжения между молекулами воды и поверхностью стекла больше, чем сила притяжения между молекулами самой воды. Ртуть же воду не смачивает. Значит, притяжение между молекулами (атомами) ртути больше, чем между атомами ртути и поверхностью стекла. Почему же для отрыва стеклянной пластинки от поверхности ртути нужно приложить большую силу, чем для отрыва этой же пластинки от поверхности воды?

Answer 1

Вот как чисто логически можно объяснить факт, изложенный в вопросе. Конечно, в предположении, что это действительно факт, то есть энергия сцепления между стеклом и ртутью больше, чем между стеклом и водой. Найти соответствующие экспериментальные данные мне пока не удалось, нужна консультация со специалистами по коллоидной химии, в частности, по смачиваемости. Нашел только, что поверхностное натяжение у ртути в семь раз больше, чем у воды. Но несомненно следующее: вода хорошо смачивает чистое (тщательно обезжиренное) стекло, а ртуть стекло не смачивает. Поэтому в стеклянном капилляре, опущенном частично в воду, вода поднимается по стенкам выше уровня воды в сосуде, а если этот капилляр опустить в ртуть, уровень ртути в нем будет ниже уровня ртути в сосуде. Отсюда несомненно следуют два факта, описанные в учебнике Ландсберга (см. комментарий). Возможно ли эти факты логически согласовать с тем, что сказано в вопросе? Оказывается, можно.

Пусть сила сцепления вода - вода равна 1 (в относительных единицах), а сила сцепления вода - стекло равна 2 (в тех же единицах). Тогда сила сцепления ртуть - ртуть равна 7, и предположим, что сила сцепления ртуть - стекло равна 3. Это согласуется с экспериментом: вода смачивает стекло (2 > 1), а ртуть его не смачивает (3 < 7). Но при таких допущениях получается, для отрыва стеклянной пластинки от воды нужно приложить силу, равную разности 2 - 1 = 1, а для отрыва этой пластинки от ртути нужна сила, равная разности 7 - 3 = 4. Вторая сила оказывается больше первой. Логического противоречия нет.