вы не раз наблюдали как капли масляной житкоси растекаеются по поверхности воды образуя тонкие пленки. почему эти пленки (при небольшом количестве масла) не могут покрыть всю…

Коротко: пленка масла на воде растекается потому, что поверхность становится энергетически выгодной для масла. Но с учётом того, что масла емкость ограничена, и при очень тонком слое возникают межмолекулярные силы и разного рода нестабильности, нельзя ожидать, что малое количество масла покроет всю поверхность водоема: тонкая пленка распадается на участки (пятна) или просто не может стать идеальной однородной по всей поверхности.

Пошаговое объяснение

1. Что происходит в начале

• Масло и вода не смешиваются (масло легче воды). На поверхности образуется три интерфейса: воздух–вода, масло–вода и воздух–масло.
• Рассматривая энергию поверхности, масло «выгодно» расплестись по воде, потому что за счёт этого уменьшается площадь интерферирования воздуха и воды и образуется менее энергозатратная смесь воздух–масло–вода по сравнению с воздух–вода. Это называется растеканием или блуждавшее покрытие поверхности.

2. Почему растекается не вечно и не бесконечно

• Объём масла ограничен. Чтобы покрыть поверхность тонким слоем, нужно, чтобы площадь раствора увеличивалась, а толщина пленки уменьшалась: толщина пленки h примерно равна объёму масла V, делённому на занимаемую площадь A (h ≈ V/A).
• В реальности существует минимальная устойчивость толщины пленки. Когда пленка становится очень тонкой (молекулярно тонкой), межмолекулярные силы и дисперсионные силы начинают сопротивляться дальнейшему расправлению. Это называется дисджойн-прессией (disjoining pressure). В итоге тонкая пленка больше не может постоянно уменьшаться по толщине и растягиваться бесконечно.

3. Почему образуются пятна, а не одно сплошное покрытие

• При малом количестве масла после достижения некоторой геометрии пленка становится неустойчивой: на тонких участках возникают локальные «побочные» движения (Marangoni-потоки из-за небольших различий по поверхности натяжения), неровности поверхности, ветер, волны и микропятна грязи. Всё это способствует разрыву тонкой пленки на отдельные участки.
• Эти участки видны как пятна или островки масла на поверхности воды. По мере того как масло раскладывается по площади и толщина пленки уменьшается, вероятность её разрыва возрастает.

4. Что можно сказать в итоговом виде

• Пленка масла не покрывает всю поверхность потому, что количество масла ограничено и толщина пленки, которая образуется при расползании, становится очень тонкой. В столь тонком слое действуют межмолекулярные forces и нестабильности пленки, которые приводят к разрыву на островки вместо однородного покрытия.
• В реальных условиях на поверхность воды влияют ещё ветер и волны, испарение масла и неоднородности поверхности. Все эти факторы тоже мешают образованию сплошной однородной пленки при небольшом количестве масла.

Если хочешь, могу привести простую модельный расчёт наглядно: как при заданном объёме V и минимально устойчивой толщине пленки h_min можно оценить приблизительную максимальную площадь A_max, которую можно было бы покрыть, и почему для реальных водоёмов A_max может быть намного меньше реальной площади из-за нестабильности толстой и тонкой пленки.