Поверхности разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах располагаются в соответствии с явлением капиллярности и принципом равновесия поверхностного натяжения.
Капиллярность обусловлена взаимодействием молекул жидкости с поверхностью сосуда и между собой. Она определяется силами сцепления и силами поверхностного натяжения, которые стремятся минимизировать площадь поверхности жидкости.
В случае, когда два сосуда соединены и содержат разнородные жидкости, наблюдается следующее:
- Если жидкость в сосуде A имеет большую силу сцепления с поверхностью сосуда, чем жидкость в сосуде B, то жидкость в сосуде A будет подниматься в трубке или капилляре, пытаясь уменьшить свою поверхностную энергию. Это называется поднятием жидкости по капилляру.
- Если жидкость в сосуде B имеет большую силу сцепления с поверхностью сосуда, чем жидкость в сосуде A, то жидкость в сосуде B будет опускаться в трубке или капилляре, также стремясь уменьшить свою поверхностную энергию. Это называется опусканием жидкости по капилляру.
Расположение поверхностей разнородных жидкостей в сообщающихся сосудах зависит от сочетания сил сцепления и поверхностного натяжения в каждом конкретном случае. Разница в значениях этих сил приводит к различным уровням жидкостей в сосудах и образованию кривизны поверхности в месте соединения.