Яка будова рідини? А тепер поговоримо про будову рідин. Чи є щось спільне між рідинами і кристалами і чим вони різняться між собою? Кожний із нас багато разів бачив, як із пакета висипають рис, цукор чи борошно. Чи не правда, що при цьому струмина рису подібна до струми ни води, хоча можна чітко розрізнити окремі зерна рису? Цукор-пісок чи борошно ще більше нагадують рідину, тому що складаються з дріб ніших частинок. Чи випадкова ця подібність? Пригадаємо, який вигляд має краплина в над потужний мікроскоп. Ми побачимо, що вода складається з величезної кількості дрібнісіньких частинок — молекул, які щільно заповнюють весь об'єм краплі. Ці молекули досить вільно рухаються одна відносно одної. Ось чому ми говоримо про таку важливу властивість рідини, як текучість. Друга властивість рідин — збереження об'єму. Молекули води чи якоїсь іншої рідини не можна стиснути чи, навпаки, змусити менш щільно заповнити краплину. Збереження рідинами сталого об'єму поясню ється наявністю значних сил зчеплення між її молекулами. Щоб переконатися в цьому, помістіть краплину води на полістиролову пластинку. Ви помітите, що краплина, ніби їжачок, «настовбурчується» (мал. 1) і стає подібною до сплющеної кульки. Звідси можна зробити висновок, що між молекулами води діють сили притя гання. Саме ці сили й сприяють тому, що крапли на не «розсипається», як жменя рису чи цукру, а всі молекули розташовуються так, щоб бути якомога ближче одна до одної, в результаті чого крапля води й набуває форми сплюснутої кульки. А тепер помістимо краплину води на чисту скляну поверхню (щоб скло не було жирним). Краплина води, яка «наїжачувалася» на полістироловій пластинці, розпливається по скляній .У чому тут справа? Невже сили зчеплення раптом зникли? Ні, вони діють, як і раніше. Що ж трапилося? Розгадка полягає в тому, що, крім сил зчеплення, між молекулами рідини діють також сили притягання між молекулами води і атомами чи молекулами твердої поверхні, на якій розміщена крапля. Саме від співвідношен ня між цими силами залежить поведінка краплі. Якщо сили зчеплення між молекулами рідини переважають сили притягання між молекулами рідини і атомами чи молекулами твердої поверх ні, то крапля набуває форми сплюснутої кульки. У цьому разі говорять, що рідина не змочує по верхні. Так поводить себе вода на покритій жиром поверхні, на плащі чи на листі капусти, ртуть на склі тощо. Якщо ж сили взаємодії між молекулами ріди ни і атомами твердої поверхні переважають сили зчеплення між молекулами рідини, тоді рідина ніби притягується до поверхні твердого тіла і розпливається по ній тонким шаром. У цьому випадку говорять, що рідина змочує тверде тіло. Іноді сили притягання між молекулами рідини і атомами твердого тіла можуть бути дуже велики ми, як, наприклад, між клеєм і деревом, папером чи тканиною, маслом і металами. Саме ці сили утримують масло, яким змащують підшипники чи тертьові поверхні деталей машин, незважаючи на великий тиск однієї поверхні на другу. Явищами змочування і незмочування тією чи іншою рідиною твердого тіла пояснюється багато цікавих явищ. Якщо вас запитають, чи може плавати на поверхні води звичайна металева голка чи лезо безпечної бритви, не поспішайте говори ти, що ні. Таке може бути. Візьміть смужку про мокального паперу, покладіть на неї покриту жиром голку чи лезо, а потім цю смужку обережно покладіть на поверхню води. Папір швидко на мокне і піде на дно. А голка спокійно залишить ся лежати на поверхні води. Придивившись уваж ніше до голки, помітимо, що вона ніби лежить на заглибленні, утвореному поверхневим шаром води. Треба прикласти деяке, хоча й невелике зусилля, щоб «потопити» голку, прорвавши по верхневу плівку води. Досить багато водяних комах вільно бігають по поверхні води, не ризикуючи втопитися чи навіть замочити свої лапки. Поверхня води лише прогинається під їх лапками. Широко розставивши лапки, з незбагненною швидкістю носяться по водяній гладі водомірки, виписуючи на ній хитромудрі візерунки. Спосіб руху водомірок по поверхні води настільки ефективний, що їх мож на зустріти і в морі за тисячі кілометрів від берега, і на гребнях бурхливих гірських річок, де вони, легко долаючи стрімкі течії, полюють за здобиччю.
Явища змочування й незмочування відіграють важливу роль у житті водоплавної птиці. Ці птиці не тонуть у воді, бо їхнє пір'я не змочується водою. Кожного разу до і після купання гуска чи качка щедро змащує пір'я жиром, який виділяється, із спеціальної залози, що знаходиться біля хвоста птиці. Досить промити пір'я качки чи гуски знежиреним мильним розчином, і птиці не зможуть утримуватися на поверхні води й потонуть. Скориставшись явищем незмочування, ви мо жете виготовити решето,яким можна всім на подив носити... воду. Пригадуєте приказку «решетом носити воду», яка означає зовсім безнадійну (через повну нездійсненність) справу. Але виявля ється, що за певних умов це не так вже й без надійно. Візьміть виготовлене з дрібних дроти нок решето з отворами, через які вільно прохо дить голка. Якщо налити в нього води, то, зви чайно, вона виллється. Розплавимо парафін і опу стимо в нього сітку решета. Потім витягнемо сіт ку з парафіну і, щоб рідкий парафін не заліпив повністю отворів, струснемо решето. Сітка реше та й тепер матиме отвори, через які проходить голка, але поверхня дротин сітки покрита тепер тонкою плівкою парафіну. Вода парафін не змо чує, а тому, коли обережно налити в решето во ди (для цього на сітку решета кладемо смужку паперу і ллємо на неї воду, а потім папір можна витягти), вода не виллється поверхневий шар води, як гумова плівка, підтримуватиме воду, лише трохи прогинаючись біля отворів. Безперечно, багато води в решето налити не мож на, досить його стряхнути, як вода виллється че рез отвори. Така ж плівка води затягує дрібні сінькі отвори у водонепроникній тканині. Як бачите, коли б герої російських казок знали фізику, їх не злякала б вимога Баби-Яги наносити решетом бочку води. Коли б вони знали про яви ще змочування і незмочування водою деяких ре човин, їм не доводилося б просити допомоги в чарівних сил для розв'язання цього завдання. Ми вже знаємо, що твердий стан речовини повністю визначається силами взаємодії, 'які утримують молекули чи атоми в найсуворішому порядку. Радянський фізик Я. І. Френкель припустив, що в рідинах, подібно до твердих тіл, теж зберігається деякий порядок у взаємному розташуванні молекул. Молекули рідини більшу частину свого часу теж проводять у коливальному русі поблизу положень рівноваги, а не вільно переміщаються в просторі, як це має місце в газах. Дослідження рідин за допомогою рентгенів ських променів та інші експериментальні факти свідчать про те, що рідина має певну молекулярну структуру, виражену тим чіткіше, чим нижча температура рідини. Проте цей порядок у розташуванні молекул рідини дещо відрізняється від того порядку, в якому розташовані молекули чи атоми у твердому тілі. Дещо забігаючи вперед, скажемо, що в газах існує повне безладдя молекул. У результаті теп лового руху молекул виникає молекулярний хаос, невпорядкований рух, обмежений лише взаємною непроникністю молекул.
