Капиларност во помагачи за учење речник на студенти по физика
Подигнувањето на течности во тесни цевки (капилари) или шуплини е познато како капиларност. Можете да ги набудувате веднаш, на пример, ако држите грутка шеќер со агол во чај или кафе.
Следното се однесува на капиларноста: колку е потесна цевка или празнина, толку повисоко, на пример, се крева вода. Причината за капиларноста се молекуларните сили и како резултат на површинскиот напон на течноста.
Исто така, постојат течности во кои се јавува спротивен ефект, т.е. течноста не се крева во тесна цевка, туку повеќе паѓа.
Гравитациски притисок и притисок на контакт
# Притисок на контакт # тежок притисок # паскал # мечка # атмосфери # притисок на воздухот # густина
Фактот дека грутка шеќер се впива со чај, дури и ако во чајот држите само мало парче шеќер, е резултат на капиларност. Ефектот на вшмукување на одредени крпи или зголемувањето на водата во земјата е исто така предизвикан од капиларност
Влажните wallsидови во една куќа се појавуваат кога wallsидовите на темелите, кои се наоѓаат во влажна земја, не се доволно изолирани. Тогаш водата може постепено да се крева низ порите во тулите и да доведе до влажни wallsидови. Единственото нешто што помага тука е изолација на wallsидовите на темелите со слоеви непропустливи за вода.
Ако ставите обоена вода во сад со поврзани цевки, кои имаат многу поинаква површина на пресек, тогаш станува јасно дека колку е помал радиусот на цевката, толку повеќе се крева водата.
Извод на капиларен пораст h
Експериментот прикажан на слика 1 покажува дека капиларниот пораст h во капиларот зависи од неговиот радиус r. Како може да се пресмета, сега треба да се изведе.
Водата во цевката (слика 2) што стои над нивото на водата има сила на тежина:
F G = m Fl ⋅ g m Fl маса на супернатантна течност g гравитационо забрзување (просторен фактор)
Масата на супернатантна течност може да се замени со производ на неговиот волумен и нејзината густина. Потоа се применува следново:
Волуменот на разгледуваниот дел од капиларот може да се пресмета како оној на цилиндарот. Со вметнување следува:
Тука, h е потребната висина на искачувањето. Колоната на течност е во состојба на мирување, т.е. постои рамнотежа на силите. Силата што се спротивставува на тежината на силата е силата F што произлегува од површинскиот напон. За оваа сила важи следново:
F = 2 π ⋅ σ ⋅ r σ површински напон r радиус на капиларот
Сега можеме да ги изедначиме двете сили:
F = F G 2 π ⋅ σ ⋅ r = π ⋅ r 2 ⋅ h ⋅ ρ ⋅ g
Скратувањето и растворањето според висината на порастот h доведува до бараната врска
h = 2 σ ρ ⋅ g ⋅ r σ површински напон ρ густина на течноста g фактор на локација r радиус на капиларот
За одредена супстанција, висината на порастот зависи само од радиусот на цевката.
Треба да се напомене дека оваа врска се однесува само на случајот на целосно навлажнувачка течност. Течноста за мокрење е повисока на работ отколку во средината на садот. Таа формира леќата пад на рамна површина. Ова се однесува на вода, на пример.
Течност што не се навлажнува, е помала во садот на работ отколку во средината. Формира мали топчиња на рамна површина. Таквата течност без мокрење е на пр. Жива. Следниот ефект се јавува кај такви течности што не се навлажни: Во капиларот, течноста не се крева нагоре, туку тоне надолу. Ова лесно може да се покаже со примерот на жива.
Пример за вода
Капиларниот пораст на водата треба да се пресмета за цевка со радиус од 1 mm. Густината на водата е 1 g cm 3 = 1.000 kg m 3 и површинскиот напон е 0,07 N m .
Тогаш за висината на порастот важи следново: h = 2 σ ρ ⋅ g ⋅ r Вметнување на нумеричките вредности резултира со: h = 2 ⋅ 0,07 N ⋅ m -1 1 mm ⋅ 1000 kg ⋅ m -3 ⋅ 9,81 m ⋅ s 2 h ≈ 14,3 mm
Под дадените услови, водата би била висока околу 14 мм.