Капля

Ка́пля — небольшой объём жидкости, ограниченный поверхностью, определяемой преимущественно действием сил поверхностного натяжения, а не внешних сил.

Капля из крана

Капля крупным планом

Капли образуются:

• при стекании жидкости с края поверхности или из малых отверстий.
• при конденсации (водяного) пара:
  • на твёрдой несмачиваемой поверхности: например, роса — при конденсации на поверхностях;
  • на центрах конденсации: например, туманы и облака — при конденсации на пылинках воздуха;
• при распылении жидкости (см. аэрозоль);
• при эмульгировании.

Капли росы

Форма капли определяется совокупным действием поверхностного натяжения и внешних сил силы тяжести и аэродинамическими силами. В естественных условиях для капель небольшого размера (1 мм и менее) преобладающей является сила поверхностного натяжения, придающая такой капле форму тем более близкую к сферической, чем меньше капля. С увеличением размера капли влияние силы поверхностного натяжения слабеет в силу понятных геометрических причин, а сила тяжести растёт кубически, соответственно чему увеличивается установившаяся скорость падения и действующие аэродинамические силы. У нижней стороны падающей дождевой капли размером 2—3 мм образуется область повышенного давления воздуха, у верхней стороны — менее выраженная область пониженного давления. Такая капля принимает форму уплощённую снизу. Капли размером 3—4 мм в нижней части плоские либо вогнутые, капли бо́льшего размера разрушаются.

Форма и размер капли, отрывающихся от конца капиллярной трубки, зависят от диаметра трубки, поверхностного натяжения и плотности жидкости. Эта зависимость лежит в основе методов определения поверхностного натяжения жидкостей по массе капель, отрывающейся от вертикальной цилиндрической трубки, и по форме капли, висящей на конце трубки.

Единица измерения объёма

Используется в качестве единицы измерения объёма для лекарственных средств в форме капель. Например, капли в нос.

Объём капли в среднем составляет:

• воды или водного раствора: 0,03—0,05 мл
• спирта или спиртового раствора: 0,02 мл

Фармацевтической мерой капли принято считать:

• для водных растворов — 0,05 мл, таким образом 20 капель есть 1 мл.
• для спиртовых растворов — 0,025 мл, таким образом 20 капель есть 0,5 мл.

Физика

Рассматриваем парогазовую среду, в которой происходит фазовый переход первого рода: пар-жидкость. Здесь капля — это необратимо растущие зародыши жидкой фазы, состоящие из некоторого числа молекул $\nu$, где $\nu$ пробегает значения от 1 до $\infty$. Капельки жидкости — это макроскопические частицы новой стабильной фазы в исходной метастабильной. В случае $\nu =1$ зародыш — одиночная молекула пара, если же $\nu >>1$ зародыш — капля жидкости.

Зачастую предполагается, что изменения числа молекул зародыша новой фазы (жидкость) происходит путём поглощения или испускания одиночной молекулы пара. Капля характеризуется $\mu _{\nu }$ химическим потенциалом молекул, $\mu _{\infty }$ — химическим потенциалом молекул конденсата в макроскопической жидкой фазе (в капле) $\infty$ радиуса.

См. также

• Смачивание
• Нуклеация
• Работа образования капли
• Эффект кофейного кольца (Coffee ring effect)

Литература

• Многоликая планета: Вода / Бук Хаус. 2005, 296 с., ISBN 5-98641-008-4.