Menisk

Menisk (gr. menískos zdrobn. od méne "księżyc") jest to powierzchnia rozdzielająca od siebie dwie fazy płynne – gaz i ciecz lub dwie, niemieszające się z sobą ciecze.

Kształt menisku i kierunek jego wypukłości zależy od:

·         w przypadku dwóch cieczy: wypadkowej energii powierzchniowej obu stykających się faz

·         w przypadku układu – ciecz-gaz od wypadkowej energii powierzchniowej ścianek naczynia i sumarycznego napięcia powierzchniowego lustra cieczy (oprócz własności samej cieczy jest też zależny od rozmiarów lustra cieczy, który wynika z przekroju naczynia).

Dla układu gaz-ciecz w rurce z materiału trudno zwilżalnego przez tę ciecz (np. rtęć w rurce szklanej), ciecz tworzy menisk wypukły. Jeżeli ciecz odpowiednio dobrze zwilża materiał rurki (np. etanol w rurce szklanej) tworzy się menisk wklęsły. W ostatnim przypadku, przy bardzo wąskim przekroju rurki (różnym dla każdego układu ciecz-materiał ścianek) pojawia się efekt kapilarny, polegający na tendencji do pełznięcia cieczy w rurkach o niewielkiej średnicy lub w materiale porowatym o niewielkich i połączonych porach. Efekt ten jest na tyle silny, że woda w cienkich rurkach podnosi się nawet na wysokość kilku metrów.

Menisk:

·         wklęsły (powierzchnia cieczy w pobliżu ścianek zakrzywia się w górę - obrazek "A") - występuje gdy siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy i ścianek są większe od sił oddziaływania między cząsteczkami cieczy

·         wypukły (powierzchnia cieczy w pobliżu ścianek zakrzywia się w dół - obrazek "B") - występuje gdy siły oddziaływania między cząsteczkami cieczy i ścianek są mniejsze od sił oddziaływania między cząsteczkami cieczy

Menisk w kapilarze A – wklęsły, B – wypukły.

Menisk cieczy

Gdy ciecz znajduje się w naczyniu, wówczas jej cząsteczki przy ściance naczynia podlegają działaniu sił spójności skierowanych w głąb cieczy Fs i sił przylegania Fp. Kierunek wypadkowej sił spójności i przylegania zależy od wartości sił przylegania. Powierzchnia cieczy zawsze ustawia się prostopadle do siły wypadkowej działającej na cząsteczki cieczy przy powierzchni.

Na rysunku a) siły przylegania i spójności mają takie wartości, że wypadkowa tych sił jest skierowana wzdłuż ścianki w dół – powstaje menisk płaski (powierzchnia cieczy przy ściance naczynia jest płaska).
Na rysunku b) siły przylegania, działające na cząsteczki oddalone od ścianki (przesłaniane przez inne) podlegają tak dużym siłom przylegania od nie przesłoniętej przez cząsteczki cieczy ścianki, że wypadkowa tych sił i sił spójności jest skierowana tak, że powoduje wspinanie się kolejno oddalonych od ścianki cząsteczek na sąsiadki ... i powstaje menisk wklęsły. Ciecz pnie się po ściance naczynia do góry. Tak zachowuje się woda. Ciecz zwilża ścianki naczynia.
Na rysunku c) siły przylegania są mniejsze niż spójności i wypadkowa tych sił jest skierowana w głąb cieczy – powstaje menisk wypukły. Tak zachowuje się rtęć. Wtedy ciecz nie zwilża ścianek naczynia.