Kapillärfenomen, ytfenomen vid gränsen mellan en vätska och ett annat medium, associerade med krökningen av dess yta. Krökningen av vätskeytan vid gränsen till gasfasen uppstår som ett resultat av verkan av vätskans ytspänning, vilket tenderar att minska gränsytan och ge den begränsade vätskevolymen formen av en boll. Eftersom sfären har en minimal ytarea för en given volym, motsvarar denna form vätskans minsta ytenergi, d.v.s. dess stabila jämviktstillstånd. I fallet med tillräckligt stora vätskemassor kompenseras effekten av ytspänningen av gravitationen, så en lågviskös vätska tar snabbt formen av ett kärl som den hälls i, och den är fri. ytan verkar nästan plan.
I frånvaro av gravitation eller vid mycket små massor antar vätskan alltid en sfärisk form (droppe), vars krökning av ytan avgör många saker. egenskaper hos ett ämne. Därför är kapillärfenomen uttalade och spelar en betydande roll under förhållanden av viktlöshet, under krossning av en vätska i ett gasformigt medium (eller sprutning av en gas i en vätska) och bildandet av system som består av många droppar eller bubblor (emulsioner, aerosoler). , skum), under uppkomsten av en ny fas av vätskedroppar under kondensationen av ångor, ångbubblor under kokning, kristallisationskärnor. När en vätska kommer i kontakt med kondenserade kroppar (en annan vätska eller en fast kropp), uppstår krökningen av gränsytan som ett resultat av gränsytspänningens verkan.
I fallet med vätning, till exempel, när en vätska kommer i kontakt med en fast vägg i ett kärl, orsakar de attraktionskrafter som verkar mellan molekylerna i det fasta ämnet och vätskan att den stiger längs kärlväggen, vilket resulterar i sektionen av vätskeytan intill väggen har en konkav form. I smala kanaler, till exempel cylindriska kapillärer, bildas en konkav menisk - en helt krökt vätskeyta (fig. 1).
Ris. 1. Kapillärförhöjning h vätska som väter väggarna i en kapillär med radie r; q - kontaktvinkel för vätning.
kapillärt tryck.
Eftersom krafterna för ytspänning (gränssnitt) är riktade tangentiellt mot vätskans yta, leder krökningen av den senare till uppkomsten av en komponent riktad inuti vätskans volym. Som ett resultat uppstår kapillärtryck, vars värde Dp är relaterat till den genomsnittliga krökningsradien för ytan r 0 av Laplace-ekvationen:
Dp = p 1 - p 2 \u003d 2s 12 / r 0, (1)
där p 1 och p 2 - tryck i vätska 1 och angränsande fas 2 (gas eller vätska), s 12 - ytspänning (gränssnitt).
Om vätskeytan är konkav (r 0< 0), давление в ней оказывается пониженным по сравнению с давлением в соседней фазе p 1 < р 2 и Dp < 0. Для выпуклых поверхностей (r 0 >0) tecknet för Dp är omvänt. Det negativa kapillärtrycket som uppstår när kapillärens väggar vätas av vätska leder till att vätskan kommer att sugas in i kapillären tills vikten av vätskekolonnens höjd h kommer inte att balansera tryckfallet Dp. I ett jämviktstillstånd bestäms höjden på kapillärstigningen av Jurins formel:
där r 1 och r 2 är densiteterna för vätska 1 och medium 2, g är tyngdaccelerationen, r är radien för kapillären, q är vätningsvinkeln. För vätskor som inte blöter kapillärväggarna, cos q< 0, что приводит к опусканию жидкости в капилляре ниже уровня плоской поверхности (h < 0).
Av uttryck (2) följer definitionen av vätskans kapillärkonstant A= 1/2 . Den har dimensionen längd och kännetecknar den linjära storleken Z[A, där kapillärfenomen blir betydande Så, för vatten vid 20 ° C a = 0,38 cm. Vid svag gravitation (g: 0), värdet Aökar. I området för partikelkontakt leder kapillärkondensering till sammandragning av partiklar under inverkan av reducerat tryck Dp< 0.
Kelvins ekvation.
Vätskeytans krökning leder till en förändring i jämviktsångtrycket ovanför den R jämfört med mättat ångtryck psöver en plan yta vid samma temperatur T. Dessa förändringar beskrivs av Kelvin-ekvationen:
där är vätskans molvolym, R är gaskonstanten. Minskningen eller ökningen av ångtrycket beror på tecknet på ytans krökning: över konvexa ytor (r 0 > 0) p > ps;över konkav (r 0< 0) R< р s . . Så ovanför dropparna ökar ångtrycket; i bubblor, tvärtom sänks den.
Baserat på Kelvin-ekvationen beräknas fyllningen av kapillärer eller porösa kroppar vid kapillär kondensation. Eftersom värdena Rär olika för partiklar av olika storlekar eller för ytareor med fördjupningar och utsprång, bestämmer ekvation (3) också riktningen för överföringen av materia i processen för övergång av systemet till ett jämviktstillstånd. Detta leder i synnerhet till det faktum att relativt stora droppar eller partiklar växer på grund av avdunstning (upplösning) av mindre, och ytojämnheter hos icke-kristallina kroppar jämnas ut på grund av upplösning av utsprång och läkning av fördjupningar. Märkbara skillnader i ångtryck och löslighet förekommer endast vid tillräckligt litet r 0 (för vatten till exempel vid r 0. Därför används ofta Kelvin-ekvationen för att karakterisera tillståndet för kolloidala system och porösa kroppar och processer i dem.
Ris. 2. Vätskeförskjutning efter längd l i en kapillär med radien r; q - kontaktvinkel.
kapillärimpregnering.
Minskningen av trycket under de konkava meniskerna är en av orsakerna till vätskans kapillärrörelse mot meniskerna med en mindre krökningsradie. Ett särskilt fall av detta är impregneringen av porösa kroppar - den spontana absorptionen av vätskor i lyofila porer och kapillärer (Fig. 2). Fart v rörelsen av menisken i en horisontellt placerad kapillär (eller i en mycket tunn vertikal kapillär, när gravitationens inverkan är liten) bestäms av Poiseuilles ekvation:
Var lär längden på den absorberade vätskesektionen, h är dess viskositet, Dp är tryckfallet i sektionen l, lika med kapillärtrycket i menisken: Dp = - 2s 12 cos q/r. Om kontaktvinkeln q inte beror på hastigheten v, det är möjligt att beräkna mängden absorberad vätska under tiden t från förhållandet:
l(t) = (rts 12 cos q/2h) l/2 . (5)
Om q är en funktion v, Den där l Och v förknippas med mer komplexa relationer.
Ekvationerna (4) och (5) används för att beräkna impregneringshastigheten vid behandling av trä med antiseptika, färgning av tyger, applicering av katalysatorer på porösa bärare, urlakning och diffusionsextraktion av värdefulla bergkomponenter etc. För att påskynda impregneringen används ofta ytaktiva ämnen. används som förbättrar vätning genom att minska kontaktvinkeln q. Ett av alternativen för kapillärimpregnering är förskjutningen av en vätska från ett poröst medium med ett annat, som inte blandas med den första och bättre vätningen av porernas yta. Detta är till exempel grunden för metoder för att utvinna restolja från reservoarer med vattenlösningar av ytaktiva ämnen och metoder för kvicksilverporosimetri. Kapillär absorption av lösningar i porer och förskjutning av oblandbara vätskor från porer, åtföljd av adsorption och diffusion av komponenter, beaktas av fysikalisk-kemisk hydrodynamik.
Förutom de beskrivna jämviktstillstånden för en vätska och dess rörelse i porer och kapillärer, kallas jämviktstillstånden för mycket små volymer av en vätska, i synnerhet tunna skikt och filmer, även som kapillärfenomen. Dessa kapillärfenomen kallas ofta för typ II kapillärfenomen. De kännetecknas till exempel av beroendet av vätskans ytspänning på dropparnas radie och av den linjära spänningen. Kapillärfenomen studerades först av Leonardo da Vinci (1561), B. Pascal (1600-talet) och J. Jurin (1700-talet) i experiment med kapillärrör. Teorin om kapillärfenomen utvecklades i verk av P. Laplace (1806), T. Jung (1804), A. Yu. Davydov (1851), J. W. Gibbs (1876), I. S. Gromeka (1879, 1886). Början av utvecklingen av teorin om kapillärfenomen av det andra slaget lades av verk av B. V. Deryagin och L. M. Shcherbakov.
Vid vätning uppstår ytkrökning som förändrar ytskiktets egenskaper. Förekomsten av ett överskott av fri energi nära en krökt yta leder till de så kallade kapillärfenomenen - mycket märkliga och viktiga.
Låt oss först göra en kvalitativ övervägande om exemplet med en såpbubbla. Om vi i processen att blåsa bubblan öppnar änden av röret, kommer vi att se att bubblan som ligger vid dess ände kommer att minska i storlek och dras in i röret. Eftersom luften från den öppna änden kommunicerade med atmosfären, för att upprätthålla jämviktstillståndet för såpbubblan, är det nödvändigt att trycket inuti var större än utsidan. Om samtidigt ett rör är anslutet till en monometer, registreras en viss nivåskillnad på det - ett övertryck DP i gasens volymetriska fas från den konkava sidan av bubbelytan.
Låt oss fastställa ett kvantitativt samband mellan DP och ytkrökningsradien 1/r mellan två bulkfaser som är i jämvikt och separerade av en sfärisk yta. (till exempel en gasbubbla i en vätska eller en droppe vätska i ångfas). För att göra detta använder vi det allmänna termodynamiska uttrycket för fri energi under villkoret T = const och ingen överföring av materia från en fas till en annan dn i = 0. Variationer i ytan ds och volymen dV är möjliga i jämviktstillståndet. Låt V öka med dV och s med ds. Sedan:
dF = - P 1 dV 1 - P 2 dV 2 + sds.
I jämviktstillståndet dF = 0. Med hänsyn till det faktum att dV 1 = dV 2 finner vi:
P 1 - P 2 \u003d s ds / dV.
Således P1 > P2. Med tanke på att V 1 = 4/3 p r 3 , där r är krökningsradien, får vi:
Substitution ger Laplaces ekvation:
P 1 - P 2 \u003d 2s / r. (1)
Mer allmänt, för en rotationsellipsoid med huvudsakliga krökningsradier r 1 och r 2, är Laplaces lag formulerad:
P 1 - P 2 \u003d s / (1 / R 1 - 1 / R 2).
För r 1 = r 2 får vi (1), för r 1 = r 2 = ¥ (plan) P 1 = P 2 .
Skillnaden DP kallas kapillärtryck. Låt oss betrakta den fysiska innebörden och konsekvenserna av Laplace-lagen, som ligger till grund för teorierna om kapillärfenomen.Ekvationen visar att tryckskillnaden i bulkfaser ökar med ökande s och med minskande krökningsradie. Ju högre dispersionen är, desto högre blir det inre trycket hos en vätska med en sfärisk yta. Till exempel, för ett vattenfall i ångfasen vid r = 10 -5 cm, DP = 2. 73 . 10 5 dyn / cm 2 "15 kl. Således är trycket inuti droppen, jämfört med ånga, 15 atm högre än i ångfasen. Man måste komma ihåg att, oavsett fasernas aggregeringstillstånd, i ett jämviktstillstånd, är trycket på den konkava sidan av ytan alltid större än på den konvexa. Ekvationen utgör grunden för experimentell mätning av s med metoden med det högsta bubbeltrycket. En av de viktigaste konsekvenserna av förekomsten av kapillärtryck är ökningen av vätska i kapillären.
Kapillärfenomen observeras i vätskeinnehållande
I smala kärl, i vilka avståndet mellan väggarna står i proportion till vätskeytans krökningsradie. Krökning är resultatet av vätskeväxelverkan med kärlets väggar. Specificiteten för beteendet hos en vätska i kapillärkärl beror på huruvida vätskan väter eller inte väter kärlets väggar, närmare bestämt på värdet av vätningens kontaktvinkel.
Låt oss överväga läget för vätskenivåer i två kapillärer, varav den ena har en lyofil yta och därför är dess väggar väta, medan den andra har en lyofiliserad yta och inte väts. I den första kapillären har ytan en negativ krökning. Det ytterligare Laplace-trycket tenderar att sträcka vätskan. (trycket riktas mot krökningscentrum). Trycket under ytan är lägre än trycket på den plana ytan. Som ett resultat uppstår en flytkraft som lyfter vätskan i kapillären tills pelarens vikt balanserar den verkande kraften. I den andra kapillären är ytkrökningen positiv, det extra trycket riktas in i vätskan, som ett resultat av detta. vätskan i kapillären sjunker.
Vid jämvikt är Laplace-trycket lika med det hydrostatiska trycket i en vätskekolonn med höjden h:
DP \u003d ± 2s / r \u003d (r - r o) gh, där r, r o är densiteterna för vätske- och gasfasen, g är tyngdaccelerationen, r är meniskens radie.
För att relatera kapillärhöjningens höjd till vätningskarakteristiken uttrycker vi meniskradien i termer av vätningsvinkeln Q och radien för kapillären r 0. Det är tydligt att r 0 = r cosQ, höjden på kapillärhöjning uttrycks som (Jurins formel):
h \u003d 2scosQ / r 0 (r - r 0)g
I frånvaro av vätning Q>90 0, сosQ< 0, уровень жидкости опускается на величину h. При полном смачивании Q = 0, сosQ = 1, в этом случае радиус мениска равен радиусу капилляра. Измерение высоты капиллярного поднятия лежит в основе одного из наиболее точных методов определения поверхностного натяжения жидкостей.
Ett antal välkända fenomen och processer förklaras av den kapillära ökningen av vätskor: impregneringen av papper och tyger beror på den kapillära ökningen av vätska i porerna. Tygernas vattenbeständighet säkerställs av deras hydrofobicitet - en konsekvens av negativ kapillärhöjning. Stigningen av vatten från jorden sker på grund av jordens struktur och säkerställer existensen av jordens vegetationstäcke, uppkomsten av vatten från jorden längs växtstammarna sker på grund av träets fibrösa struktur, processen av blodcirkulationen i blodkärlen, uppgång av fukt i byggnadens väggar (läggvattentätning) etc.
Termodynamisk reaktivitet (t.r.s.).
Det kännetecknar ett ämnes förmåga att gå in i något annat tillstånd, till exempel till en annan fas, för att ingå i en kemisk reaktion. Det indikerar det givna systemets avstånd från jämviktstillståndet under givna förhållanden. T.r.s. bestäms av kemisk affinitet, vilket kan uttryckas som en förändring i Gibbs-energin eller en skillnad i kemiska potentialer.
R.s beror på graden av dispersion av ämnet. En förändring i spridningsgraden kan leda till en fasförskjutning eller kemisk jämvikt.
Den motsvarande ökningen av Gibbs energi dG d (på grund av en förändring i dispersion) kan representeras som en kombinerad ekvation av termodynamikens första och andra lag: dG d = -S dT + V dp
För en enskild substans V = V mol och vid T = const har vi: dG d = V mol dp eller DG d = V mol Dp
Genom att ersätta Laplace-relationen i denna ekvation får vi dG d = s V mol ds/dV
för sfärisk krökning: dG d \u003d ± 2 s V mol / r (3)
Ekvationerna visar att ökningen i reaktivitet på grund av en förändring i dispersion är proportionell mot krökningen av ytan, eller dispersionen.
Om vi betraktar övergången av ett ämne från en kondenserad fas till en gasformig, så kan Gibbs-energin uttryckas i termer av ångtryck, vilket tar det som ideal. Då är den ytterligare förändringen i Gibbs-energin som är förknippad med förändringen i dispersionen:
dG d \u003d RT ln (p d / p s) (4), där p d och p s är det mättade ångtrycket över krökta och jämna ytor.
Genom att ersätta (4) i (3) får vi: ln (p d / p s) = ±2 s V mol /RT r
Förhållandet kallas Kelvin-Thomsons ekvation. Av denna ekvation följer att med en positiv krökning blir det mättade ångtrycket över en krökt yta desto större desto större krökningen, d.v.s. mindre droppradie. Till exempel, för en vattendroppe med en radie på r = 10 -5 cm (s=73, V mol =18) p d / p s = 0,01, dvs 1%. Denna konsekvens av Kelvin-Thomson-lagen gör det möjligt att förutsäga fenomenet isotremisk destillation, som består i avdunstning av de minsta dropparna och kondensering av ånga på större droppar och på en plan yta.
Med negativ krökning som uppstår i kapillärer under vätning erhålls ett omvänt förhållande: det mättade ångtrycket över den krökta ytan (ovanför droppen) minskar med ökande krökning (med minskande kapillärradie). Således, om vätskan väter kapillären, sker ångkondensationen i kapillären vid ett lägre tryck än på en plan yta. Det är därför som Kelvin-ekvationerna ofta kallas kapillärkondensationsekvationen.
Låt oss överväga inverkan av partikeldispersion på deras löslighet. Med hänsyn till att förändringen i Gibbs-energin uttrycks genom lösligheten av ett ämne i ett annat dispergerat tillstånd, i likhet med relation (4), får vi för icke-elektrolyter:
ln(c d /c a) = ±2 s V mol /RT r där c d och ca är lösligheten av ett ämne i fint dispergerat tillstånd och lösligheten i jämvikt med stora partiklar av detta ämne
För en elektrolyt som dissocierar i lösning till n joner kan vi skriva (försumma aktivitetskoefficienterna):
ln(a d /a s) \u003d n ln (c d /c s) \u003d ±2 s V mol /RT r, där a d och a s är elektrolytaktiviteterna i lösningar mättade med avseende på i högdispergerat y och grovt dispergerat tillstånd. Ekvationerna visar att med ökande dispersion ökar lösligheten, eller så är den kemiska potentialen för partiklarna i det dispersa systemet större än för en stor partikel med 2 s V mol/r. Samtidigt beror lösligheten på tecknet på ytkrökningen, vilket innebär att om partiklarna i ett fast ämne har en oregelbunden form med positiv och negativ krökning och är i en mättad lösning, så kommer områdena med positiv krökning att lösas upp, och de med negativ krökning kommer att växa. Som ett resultat får partiklarna i det lösta ämnet så småningom en väldefinierad form som motsvarar jämviktstillståndet.
Graden av spridning kan också påverka jämvikten för en kemisk reaktion: - DG 0 d \u003d RT ln (K d / K), där DG 0 d är ökningen i kemisk affinitet på grund av dispersion, Kd och K är jämvikten konstanter för reaktioner som involverar dispergerade och icke-dispergerade ämnen.
Med en ökning av dispersionen ökar aktiviteten hos komponenterna, och i enlighet med detta ändras den kemiska jämviktskonstanten i en eller annan riktning, beroende på graden av dispersion av utgångsämnena och reaktionsprodukterna. Till exempel, för nedbrytningsreaktionen av kalciumkarbonat: CaCO 3 " CaO + CO 2
en ökning av dispersiteten hos det initiala kalciumkarbonatet förskjuter jämvikten åt höger, och koldioxidtrycket över systemet ökar. Att öka spridningen av kalciumoxid leder till motsatt resultat.
Av samma anledning, med en ökning av dispersion, försvagas bindningen av kristallisationsvatten med ämnet. Så Al2O3-makrokristall. 3 H 2 O avger vatten vid 473 K, medan i en fällning av partiklar av kolloidal storlek sönderdelas det kristallina hydratet vid 373 K. Guld interagerar inte med saltsyra, och kolloidalt guld löses i det. Grovt svavel interagerar inte signifikant med silversalter, och kolloidalt svavel bildar silversulfid.
Uppmärksamhet! Webbplatsens administrationssida ansvarar inte för innehållet i metodutvecklingen, såväl som för överensstämmelsen med utvecklingen av Federal State Educational Standard.
- Deltagare: Nikolaev Vladimir Sergeevich
- Chef: Suleimanova Alfiya Saifullovna
Introduktion
I denna högteknologiska tidsålder blir naturvetenskapen allt viktigare i människors liv. Människor från 2000-talet producerar supereffektiva datorer, smartphones och studerar världen omkring oss djupare och djupare. Jag tror att människor förbereder sig för en ny vetenskaplig och teknisk revolution som kommer att förändra vår framtid på ett grundläggande sätt. Men ingen vet när dessa förändringar kommer att ske. Varje person med sitt arbete kan föra denna dag närmare.
Detta forskningsarbete är mitt lilla bidrag till utvecklingen av fysiken.
Detta forskningsarbete ägnas åt det just nu aktuella ämnet "Kapillärfenomen". I livet har vi ofta att göra med kroppar som genomborras av många små kanaler (papper, garn, läder, olika byggmaterial, jord, trä). När de kommer i kontakt med vatten eller andra vätskor absorberar sådana kroppar dem ofta. Detta projekt visar betydelsen av kapillärer i livet för levande och icke-levande organismer.
Syftet med forskningsarbetet: att ur fysikens synvinkel belägga orsaken till vätskans rörelse genom kapillärer, att identifiera egenskaperna hos kapillärfenomen.
Studieobjekt: egenskapen att vätskor absorberas, stiger eller faller genom kapillärerna.
Forskningsämne: kapillärfenomen i livlig och livlös natur.
- Att studera teoretiskt material om en vätskas egenskaper.
- Bekanta dig med materialet om kapillärfenomen.
- Genomför en serie experiment för att fastställa orsaken till att vätskan stiger i kapillärerna.
- Sammanfatta det material som studerats under arbetet och formulera en slutsats.
Innan man går vidare till studien av kapillärfenomen är det nödvändigt att bekanta sig med vätskans egenskaper, som spelar en betydande roll i kapillärfenomen.
Ytspänning
Termen "ytspänning" i sig antyder att ämnet vid ytan är i ett "tätt", det vill säga stressat tillstånd, vilket förklaras av verkan av en kraft som kallas inre tryck. Den drar in molekyler i vätskan i en riktning vinkelrät mot dess yta. Således upplever molekyler som finns i de inre lagren av ett ämne i genomsnitt samma attraktion i alla riktningar från de omgivande molekylerna; ytskiktets molekyler utsätts för ojämn attraktion från sidan av de inre skikten av ämnen och från den sida som gränsar till mediets ytskikt. Till exempel, vid vätske-luft-gränsytan, attraheras de vätskemolekyler som finns i ytskiktet starkare från de närliggande molekylerna i vätskans inre skikt än från luftmolekylerna. Detta är anledningen till skillnaden i egenskaperna hos vätskans ytskikt från egenskaperna hos dess inre volymer.
Inre tryck gör att molekylerna som finns på vätskans yta dras inåt och tenderar därmed att reducera ytan till ett minimum under givna förhållanden. Kraften som verkar per längdenhet av gränsytan, som orsakar sammandragningen av vätskans yta, kallas ytspänningskraften eller helt enkelt ytspänning σ.
Ytspänningen hos olika vätskor är inte densamma, den beror på deras molvolym, molekylernas polaritet, molekylernas förmåga att bilda vätebindningar med varandra, etc.
När temperaturen ökar minskar ytspänningen linjärt. Ytspänningen hos en vätska påverkas också av de föroreningar som finns i den. Ämnen som minskar ytspänningen kallas ytaktiva ämnen (ytaktiva ämnen). I förhållande till vatten är ytaktiva ämnen petroleumprodukter, alkoholer, eter, tvål och andra flytande och fasta ämnen. Vissa ämnen ökar ytspänningen. Föroreningar av salter och socker, till exempel.
Detta förklaras av MKT. Om attraktionskrafterna mellan själva vätskans molekyler är större än attraktionskrafterna mellan molekylerna i det ytaktiva medlet och vätskan, så går vätskemolekylerna inåt från ytskiktet, och de ytaktiva molekylerna tvingas ut till ytan . Det är uppenbart att salt- och sockermolekylerna kommer att dras in i vätskan, och vattenmolekylerna kommer att tryckas upp till ytan. Ytspänning, grundbegreppet för ytfenomenens fysik och kemi, är alltså en av de viktigaste egenskaperna även i praktiska termer. Det bör noteras att all seriös vetenskaplig forskning inom fysik av heterogena system kräver mätning av ytspänning. Historien om experimentella metoder för att bestämma ytspänning, som går tillbaka mer än två århundraden, har gått från enkla och grova metoder till precisionsmetoder som gör det möjligt att hitta ytspänning med en noggrannhet på hundradelar av en procent. Intresset för detta problem har särskilt ökat under de senaste decennierna i samband med människans rymdvandring, utvecklingen av industriell struktur, där kapillärkrafter i olika anordningar ofta spelar en avgörande roll.
En sådan metod för att bestämma ytspänning är baserad på att en vätande vätska lyfts upp mellan två glasskivor. De ska sänkas ner i ett kärl med vatten och gradvis föras ihop parallellt med varandra. Vatten kommer att börja stiga mellan plattorna - det kommer att dras in av ytspänningskraften, som nämndes ovan. Det är lätt att beräkna ytspänningskoefficienten σ genom höjden av vattenstigningen y och gapet mellan plattorna d.
Ytspänningskraft F= 2σ L, Var L- plattans längd (tvåan dök upp på grund av att vatten är i kontakt med båda plattorna). Denna kraft håller kvar lagret av vattenmassa m = ρ Ldu, där ρ är vattnets densitet. Alltså 2σ L = ρ Ldug. Härifrån kan vi hitta ytspänningskoefficienten σ = 1/2(ρ gdu). (1) Men det är mer intressant att göra detta: klämma ihop tallrikarna i ena änden och lämna ett litet mellanrum i den andra.
Vattnet kommer att stiga och bilda en förvånansvärt regelbunden yta mellan plattorna. Sektionen av denna yta genom ett vertikalplan är en hyperbel. För att bevisa det räcker det att ersätta ett nytt uttryck för gapet på en given plats i formel (1) istället för d. Från likheten mellan motsvarande trianglar (se fig. 2) d = D (x/L). Här D- frigång i slutet Lär plattans längd, och x- avståndet från kontaktplatsen för plattorna till den plats där gapet och nivåns höjd bestäms. Alltså, σ = 1/2(ρ gu)D(x/L), eller på= 2σ L/ρ gD(1/ X). (2) Ekvation (2) är verkligen en hyperbolisk ekvation.
Vätande och icke-vätande
För en detaljerad studie av kapillärfenomen bör man också överväga några molekylära fenomen som finns på trefasgränsen för samexistensen av fasta, flytande, gasformiga faser, i synnerhet beaktas kontakten av en vätska med en fast kropp. Om vidhäftningskrafterna mellan molekylerna i en vätska är större än mellan molekylerna i en fast kropp, tenderar vätskan att minska gränsen (arean) för dess kontakt med den fasta kroppen, och dra sig tillbaka från den om möjligt. En droppe av en sådan vätska på en horisontell yta av ett fast ämne kommer att ta formen av en oblat boll. I detta fall kallas vätskan för icke-vätning av det fasta materialet. Vinkeln θ som bildas av ytan på en fast kropp och tangenten till vätskans yta kallas kantvinkeln. För icke-vätande θ > 90°. I det här fallet kallas en fast yta som inte väts av en vätska hydrofob eller oleofil. Om vidhäftningskrafterna mellan vätskans molekyler är mindre än mellan molekylerna i vätskan och det fasta ämnet, tenderar vätskan att öka kontaktgränsen med det fasta ämnet. I detta fall kallas vätskan för att väta det fasta ämnet; kontaktvinkel θ< 90°. Поверхность же будет носить название гидрофильная. Случай, когда θ = 180°, называется полным несмачиванием. Однако это практически никогда не наблюдается, так как между молекулами жидкости и твёрдого тела всегда действуют силы притяжения. При θ = 0° наблюдается полное смачивание: жидкость растекается по всей поверхности твёрдого тела. Полное смачивание или полное несмачиваение являются крайними случаями. Между ними в зависимости от соотношения молекулярных сил промежуточное положение занимают переходные случаи неполного смачивания.
Vätbarhet och icke-vätbarhet är relativa begrepp: en vätska som väter ett fast ämne får inte väta ett annat. Till exempel vatten väter glas men väter inte paraffin; Kvicksilver väter inte glas, men det väter koppar.
Vätning tolkas vanligtvis som ett resultat av verkan av ytspänningskrafter. Låt ytspänningen vid gränsen mellan luft och vätska vara σ 1,2, vid gränsen mellan vätska och fast substans σ 1,3 och vid gränsen mellan luft och fast substans σ 2,3.
Tre krafter verkar per längdenhet av vätningsperimetern, numeriskt lika med σ 1,2, σ 2,3, σ 1,3, riktade tangentiellt mot motsvarande gränssnitt. Vid jämvikt måste alla krafter balansera varandra. Krafterna σ 2.3 och σ 1.3 verkar i ytan av en fast kropp, kraften σ 1.2 riktas mot ytan med en vinkel θ.
Jämviktstillståndet för gränsytytorna har följande form:
Värdet på cosθ kallas vanligtvis vätning och betecknas med bokstaven B.
Ytans tillstånd har en viss inverkan på vätning. Vätbarheten förändras dramatiskt redan i närvaro av ett monomolekylärt lager av kolväten. De senare finns alltid i atmosfären i tillräckliga mängder. Ytmikroreliefen har också en viss effekt på vätning. Hittills har dock en enda regelbundenhet av påverkan av råheten hos någon yta på dess vätning av någon vätska ännu inte avslöjats. Till exempel, Wenzel-Deryagin ekvationen cosθ = x cosθ0 förbinder vätskans kontaktvinklar på grova (θ) och släta (θ 0) ytor med förhållandet x av arean på den grova kroppens verkliga yta och dess projektion på planet. Men i praktiken är denna ekvation inte alltid observerad. Således, enligt denna ekvation, i fallet med vätning (θ<90) шераховатость должна приводить к понижению краевого угла (т.е. к большей гидрофильности), а в случае θ >90 - till dess ökning (dvs till större hydrofobicitet). Med utgångspunkt från detta ges som regel information om effekten av grovhet på vätning.
Enligt många författare är spridningshastigheten för en vätska på en ojämn yta lägre på grund av det faktum att vätskan under spridningen upplever en fördröjande effekt av de stötar (ryggar) som uppstår. Det bör noteras att det är förändringshastigheten i diametern på en fläck som bildas av en strikt doserad droppe vätska avsatt på en ren yta av ett material som används som den huvudsakliga egenskapen för vätning i kapillärer. Dess värde beror både på ytfenomen och på vätskans viskositet, dess densitet och flyktighet.
Det är uppenbart att en mer trögflytande vätska med andra identiska egenskaper sprids över ytan längre och därför strömmar långsammare genom kapillärkanalen.
Kapillärfenomen
Kapillärfenomen, en uppsättning fenomen som orsakas av ytspänning i gränsytan mellan oblandbara medier (i vätske-vätska, vätske-gas eller ångsystem) i närvaro av ytkrökning. Ett specialfall av ytfenomen.
Efter att ha studerat i detalj krafterna bakom kapillärfenomen är det värt att gå direkt till kapillärerna. Så empiriskt kan man observera att en vätande vätska (till exempel vatten i ett glasrör) stiger genom kapillären. I detta fall, ju mindre kapillärradien är, desto högre stiger vätskan i den. En vätska som inte väter kapillärväggarna (till exempel kvicksilver med ett glasrör) faller under vätskenivån i ett brett kärl. Så varför stiger den vätande vätskan genom kapillären, medan den icke-vätande vätskan sjunker?
Det är inte svårt att märka att vätskans yta är något böjd direkt vid kärlets väggar. Om de flytande molekylerna i kontakt med kärlets vägg interagerar med molekylerna i den fasta kroppen starkare än med varandra, i detta fall tenderar vätskan att öka kontaktytan med den fasta kroppen (vätande vätska). I det här fallet böjer vätskans yta ner och sägs väta väggarna i kärlet där den är belägen. Om vätskans molekyler interagerar med varandra starkare än med molekylerna i kärlets väggar, tenderar vätskan att minska kontaktytan med den fasta kroppen, dess yta kröker sig uppåt. I detta fall talar man om icke-vätning av kärlets väggar av vätskan.
I smala rör, vars diameter är bråkdelar av en millimeter, täcker vätskans böjda kanter hela ytskiktet, och hela ytan av vätskan i sådana rör har en form som liknar en halvklot. Detta är den så kallade menisken. Den kan vara konkav, vilket observeras vid vätning, och konvex när den inte väts. Vätskeytans krökningsradie är av samma storleksordning som rörets radie. De vätande och icke-vätande fenomenen i detta fall kännetecknas också av kontaktvinkeln θ mellan kapillärrörets väta yta och menisken vid kontaktpunkterna.
Under en konkav menisk av den vätande vätskan är trycket mindre än under en plan yta. Därför stiger vätskan i ett smalt rör (kapillär) tills det hydrostatiska trycket hos vätskan som lyfts upp i kapillären i nivå med en plan yta kompenserar för tryckskillnaden. Under en konvex menisk av en icke-vätande vätska är trycket högre än under en plan yta, och detta leder till att den icke-vätande vätskan sjunker.
Närvaron av ytspänningskrafter och krökningen av vätskeytan i ett kapillärrör är ansvarig för det extra trycket under den krökta ytan, kallat Laplace-trycket: ∆ sid= ± 2σ / R.
Tecknet på kapillärtrycket ("plus" eller "minus") beror på krökningens tecken. Krökningscentrum för en konvex yta är inuti motsvarande fas. Konvexa ytor har positiv krökning, konkava ytor har negativ krökning.
Sålunda bestäms jämviktstillståndet för en vätska i ett kapillärrör av jämlikheten
sid 0 = sid 0 – (2σ / R) + ρ gh (1)
där ρ är vätskedensiteten, här höjden av dess stigning i röret, sid 0 - atmosfärstryck.
Av detta uttryck följer det h= 2σ/ρ gR. (2)
Vi transformerar den resulterande formeln genom att uttrycka krökningsradien R menisken genom kapillärrörets radie r.
Från fig. 6.18 följer att r = R cosθ . Genom att ersätta (1) med (2) får vi: h= 2σ cosθ/ρ gr.
Den resulterande formeln, som bestämmer höjden av en vätskas uppgång i ett kapillärrör, kallas Jurin-formeln. Uppenbarligen, ju mindre radien på röret, desto högre stiger vätskan i den. Dessutom ökar lyfthöjden med en ökning av vätskans ytspänningskoefficient.
Den vätande vätskans uppgång genom kapillären kan förklaras på annat sätt. Som tidigare nämnts, under inverkan av ytspänningskrafter, tenderar vätskans yta att krympa. Som ett resultat tenderar ytan på den konkava menisken att räta ut sig och bli platt. Samtidigt drar den partiklarna av vätskan som ligger under den, och vätskan stiger upp i kapillären. Men ytan på en vätska i ett smalt rör kan inte förbli platt, den måste ha formen av en konkav menisk. Så fort den givna ytan tar formen av en menisk i den nya positionen kommer den återigen att tendera att dra ihop sig, och så vidare. Som ett resultat av dessa skäl stiger den vätande vätskan genom kapillären. Upplyftningen kommer att stanna när tyngdkraften Fgravitationen hos den lyfta vätskepelaren, som drar ytan nedåt, balanserar den resulterande kraften F av ytspänningskrafterna som är riktade tangentiellt till varje punkt på ytan.
Längs omkretsen av vätskeytans kontakt med kapillärväggen verkar en ytspänningskraft lika med produkten av ytspänningskoefficienten och omkretsen: 2σπ r, Var rär kapillärradien.
Tyngdkraften som verkar på den upplyfta vätskan är
F sträng = mg = ρ Vg = ρπ r^2hg
där ρ är vätskedensiteten; här höjden på vätskekolonnen i kapillären; g- tyngdkraftens arrangemang.
Vätskehöjningen slutar när F sträng = F eller ρπ r^2hg= 2σπ r. Därav höjden på vätskans uppgång i kapillären h= 2σ/ρ gR.
I fallet med en icke-vätande vätska, kommer den senare, som försöker reducera dess yta, att sjunka ner och trycka ut vätskan ur kapillären.
Den härledda formeln är också tillämplig på en icke-vätande vätska. I detta fall här höjden på vätskan i kapillären.
Kapillärfenomen i naturen
Kapillärfenomen är också mycket vanliga i naturen och används ofta i praktiska mänskliga aktiviteter. Trä, papper, läder, tegel och många andra föremål runt omkring oss har kapillärer. Genom kapillärerna stiger vatten längs växtstammarna och absorberas i handduken när vi torkar oss med den. Stigande vatten genom de minsta hålen i en sockerbit, ta blod från ett finger är också exempel på kapillärfenomen.
Det mänskliga cirkulationssystemet, som börjar med mycket tjocka kärl, slutar med ett mycket omfattande nätverk av de tunnaste kapillärerna. Kan vara av intresse, till exempel sådana uppgifter. Aortans tvärsnittsarea är 8 cm 2 . Diametern på en blodkapillär kan vara 50 gånger mindre än diametern på ett människohår med en längd på 0,5 mm. Det finns cirka 160 miljarder kapillärer i den vuxna människokroppen. Deras totala längd når 80 tusen km.
Genom de många kapillärer som finns i jorden stiger vatten från de djupa lagren till ytan och avdunstar intensivt. För att bromsa processen med fuktförlust förstörs kapillärer genom att lossa jorden med hjälp av harvar, kultivatorer, rivare.
Praktisk del
Ta ett glasrör med mycket liten innerdiameter ( d < l мм), так называемый капилляр. Опустим один из концов капилляра в сосуд с водой -вода поднимется выше уровня воды в сосуде. Поверхностное натяжение способно поднимать жидкость на сравнительно большую высоту.
Ökningen av en vätska på grund av verkan av krafterna från vattenytans ytspänning kan observeras i ett enkelt experiment. Ta en ren trasa och doppa ena änden av den i ett glas vatten och häng ut den andra över glaskanten. Vatten kommer att börja stiga genom tygets porer, liknande kapillärrör, och blötlägga hela tyget. Överskottsvatten kommer att droppa från den hängande änden (se bild 2).
Om du tar ett ljust tyg för experimentet visar bilden mycket dåligt hur vattnet sprider sig genom tyget. Tänk också på att inte alla tyger kommer att ha överflödigt vatten som droppar från den hängande änden. Jag har gjort det här experimentet två gånger. Första gången använde vi ett lätt tyg (bomullsjersey); vattnet droppade mycket bra från den hängande änden. Andra gången använde de ett mörkt tyg (stickat tyg av blandade fibrer - bomull och syntet); det syntes tydligt hur vattnet spred sig över tyget, men dropparna från den hängande änden droppade inte.
Vätskeuppgången genom kapillärerna inträffar när attraktionskrafterna för vätskans molekyler till varandra är mindre än krafterna för deras attraktion till det fasta ämnets molekyler. I det här fallet sägs vätskan väta det fasta ämnet.
Om du tar en inte särskilt tunn tub, fyller den med vatten och stänger den nedre änden av tuben med fingret, kan du se att vattennivån i tuben är konkav (bild 9).
Detta är resultatet av det faktum att vattenmolekyler är starkare attraherade av molekylerna i kärlets väggar än till varandra.
Inte alla vätskor och inte i några rör "klamrar sig fast" på väggarna. Det händer också att vätskan i kapillären faller under nivån i ett brett kärl, medan dess yta är konvex. En sådan vätska sägs inte väta ytan på ett fast ämne. Attraktionen av flytande molekyler till varandra är starkare än till molekylerna i kärlets väggar. Så beter sig till exempel kvicksilver i en glaskapillär. (Bild 10)
Slutsats
Så under det här arbetet såg jag till att:
- Kapillärfenomen spelar en viktig roll i naturen.
- Ökningen av vätskan i kapillären fortsätter tills tyngdkraften som verkar på vätskekolonnen i kapillären blir lika med den resulterande kraften i absolut värde.
- Den vätande vätskan i kapillärerna stiger och den icke vätande vätskan faller ner.
- Höjden på vätskans stigning i kapillären är direkt proportionell mot dess ytspänning och omvänt proportionell mot radien av kapillärkanalen och vätskans densitet.
Bland de processer som kan förklaras med hjälp av ytspänning och vätning av vätskor är det värt att lyfta fram kapillärfenomen. Fysik är en mystisk och extraordinär vetenskap, utan vilken livet på jorden skulle vara omöjligt. Låt oss titta på det mest slående exemplet på denna viktiga disciplin.
I livspraktik är sådana processer, intressanta ur fysikens synvinkel, som kapillärfenomen, ganska vanliga. Saken är den att i vardagen är vi omgivna av många kroppar som lätt absorberar vätska. Anledningen till detta är deras porösa struktur och fysikens elementära lagar, och resultatet är kapillärfenomen.
Smala rör
En kapillär är ett mycket smalt rör där vätskan beter sig på ett speciellt sätt. Det finns många exempel på sådana kärl i naturen - kapillärer i cirkulationssystemet, porösa kroppar, jord, växter etc.
Kapillärfenomenet är att vätskor stiger eller faller genom smala rör. Sådana processer observeras i de naturliga kanalerna hos människor, växter och andra kroppar, såväl som i speciella smala glaskärl. Bilden visar att olika vattennivåer har etablerats i de kommunicerande rören av olika tjocklek. Det noteras att ju tunnare kärlet är, desto högre är vattennivån.
Dessa fenomen ligger till grund för handdukens absorberande egenskaper, växternas näring, bläckets rörelse längs staven och många andra processer.
Kapillärfenomen i naturen
Processen som beskrivs ovan är extremt viktig för att upprätthålla växtlivslängden. Jorden är ganska lös, det finns luckor mellan dess partiklar, som är ett kapillärt nätverk. Vatten stiger genom dessa kanaler och ger näring till växternas rotsystem med fukt och alla nödvändiga ämnen.
Genom samma kapillärer avdunstar vätskan aktivt, så det är nödvändigt att plöja marken, vilket kommer att förstöra kanalerna och behålla näringsämnen. Omvänt kommer den pressade jorden att avdunsta fukt snabbare. Detta beror på vikten av att plöja marken för att behålla underjordsvätska.
Hos växter säkerställer kapillärsystemet uppkomsten av fukt från små rötter till de översta delarna, och genom löven avdunstar den till den yttre miljön.
Ytspänning och vätning
Frågan om vätskors beteende i kärl är baserad på sådana fysiska processer som ytspänning och vätning. De kapillärfenomen som orsakas av dem studeras i ett komplex.
Under verkan av ytspänningskraften är den vätande vätskan i kapillärerna över den nivå vid vilken den bör vara enligt lagen om kommunicerande kärl. Omvänt finns ett icke-vätande ämne under denna nivå.
Så, vatten i ett glasrör (vätande vätska) stiger till större höjd, ju tunnare kärlet. Tvärtom, kvicksilver i ett glasrör (icke-vätande vätska) faller ju lägre, desto tunnare denna behållare är. Dessutom, som visas på bilden, bildar den vätande vätskan en konkav meniskform, medan den icke vätande vätskan bildar en konvex.
vätning
Detta är ett fenomen som uppstår vid gränsen där en vätska kommer i kontakt med en fast substans (en annan vätska, gaser). Det uppstår på grund av den speciella interaktionen mellan molekyler vid gränsen för deras kontakt.
Fullständig vätning innebär att droppen sprider sig över det fasta ämnets yta, och icke vätning förvandlar den till en sfär. I praktiken påträffas oftast en eller annan grad av vätning, snarare än extrema alternativ.
Ytspänningskraft
Droppens yta har en sfärisk form och anledningen till detta är lagen som verkar på vätskor - ytspänning.
Kapillärfenomen beror på att den konkava sidan av vätskan i röret tenderar att räta ut till ett plant tillstånd på grund av ytspänningskrafter. Detta åtföljs av det faktum att de yttre partiklarna drar kropparna under dem uppåt, och ämnet stiger upp i röret. Vätskan i kapillären kan dock inte anta ytans plana form, och denna stigande process fortsätter till en viss jämviktspunkt. För att beräkna höjden till vilken en vattenpelare kommer att stiga (falla), måste du använda formlerna som kommer att presenteras nedan.
Beräkning av höjden av vattenpelarens stigning
Ögonblicket för att stoppa uppgången av vatten i ett smalt rör inträffar när tyngdkraften Р vikten av ämnet balanserar kraften från ytspänningen F. Detta moment bestämmer höjden på vätskans stigning. Kapillärfenomen orsakas av två flerriktade krafter:
- tyngdkraften P-sträng gör att vätskan sjunker ner;
- ytspänning F trycker upp vattnet.
Ytspänningskraften som verkar längs cirkeln där vätskan kommer i kontakt med rörets väggar är lika med:
där r är rörets radie.
Tyngdkraften som verkar på vätskan i röret är:
P-sträng = ρπr2hg,
där ρ är vätskans densitet; h är höjden på vätskekolonnen i röret;
Så, ämnet kommer att sluta stiga, förutsatt att P tung \u003d F, vilket betyder att
ρπr 2 hg = σ2πr,
därför är höjden på vätskan i röret:
På samma sätt för en icke-vätande vätska:
h är fallhöjden för ämnet i röret. Som framgår av formlerna är höjden till vilken vattnet stiger i ett smalt kärl (faller) omvänt proportionell mot kärlets radie och vätskans densitet. Detta gäller den vätande vätskan och icke-vätande. Under andra förhållanden måste en korrigering göras för formen på menisken, vilket kommer att presenteras i nästa kapitel.
Laplace tryck
Som redan noterats beter sig vätskan i smala rör på ett sådant sätt att man får intrycket av att bryta mot lagen om kommunicerande kärl. Detta faktum följer alltid med kapillärfenomen. Fysiken förklarar detta med hjälp av det laplaciska trycket, som riktas uppåt med en vätande vätska. Genom att sänka ett mycket smalt rör i vatten observerar vi hur vätskan dras till en viss nivå h. Enligt lagen om kommunicerande fartyg måste den balansera med den yttre vattennivån.
Denna avvikelse förklaras av riktningen för det laplaciska trycket p l:
I detta fall är den riktad uppåt. Vattnet dras in i röret till den nivå där det balanserar med vattenpelarens hydrostatiska tryck p g:
och om p l \u003d p g, så kan du likställa de två delarna av ekvationen:
Nu är höjden h lätt att härleda som en formel:
När vätningen är klar har menisken, som bildar vattnets konkava yta, formen av en halvklot, där Ɵ=0. I detta fall kommer radien för sfären R att vara lika med den inre radien för kapillären r. Härifrån får vi:
Och i fallet med ofullständig vätning, när Ɵ≠0, kan sfärens radie beräknas med formeln:
Då kommer den erforderliga höjden, med en korrigering för vinkeln, att vara lika med:
h=(2σ/pqr)cos Ɵ .
Det kan ses från de presenterade ekvationerna att höjden h är omvänt proportionell mot den inre radien av röret r. Vatten når sin största höjd i kärl med diametern av ett människohår, som kallas kapillärer. Som ni vet dras den vätande vätskan upp och den icke vätande vätskan trycks ner.
Ett experiment kan göras genom att ta kommunicerande kärl, där ett av dem är brett och det andra är mycket smalt. Om man häller vatten i det kan man notera en annan nivå av vätska, och i varianten med ett vätande ämne är nivån i ett smalt rör högre och med en icke-vätande - lägre.
Betydelsen av kapillärfenomen
Utan kapillärfenomen är existensen av levande organismer helt enkelt omöjlig. Det är genom de minsta kärlen som människokroppen får syre och näringsämnen. Växtrötter är ett nätverk av kapillärer som drar fukt från marken till de översta bladen.
Enkel hushållsrengöring är omöjlig utan kapillärfenomen, för enligt denna princip absorberar tyget vatten. Handduken, bläcket, veken i oljelampan och många enheter fungerar på denna grund. Kapillärfenomen inom teknik spelar en viktig roll vid torkning av porösa kroppar och andra processer.
Ibland ger samma fenomen oönskade konsekvenser, till exempel absorberar porerna i en tegelsten fukt. För att undvika fukt i byggnader under påverkan av grundvatten är det nödvändigt att skydda grunden med hjälp av vattentätningsmaterial - bitumen, takpapp eller takpapp.
Att blöta kläder under regn, till exempel byxor upp till knäna från att gå genom vattenpölar, beror också på kapillärfenomen. Det finns många exempel på detta naturfenomen runt omkring oss.
Experimentera med färger
Exempel på kapillärfenomen finns i naturen, särskilt när det gäller växter. Deras stam har många små kärl inuti. Du kan experimentera med att färga en blomma i vilken ljus färg som helst som ett resultat av kapillärfenomen.
Du måste ta färgat vatten och en vit blomma (eller ett blad av pekingkål, en stjälk av selleri) och lägga det i ett glas med denna vätska. Efter en tid, på bladen av Pekingkål, kan du observera hur färgen rör sig uppåt. Färgen på växten kommer gradvis att förändras beroende på färgen som den är placerad i. Detta beror på att ämnet förflyttas uppför stjälkarna enligt de lagar som vi har övervägt i den här artikeln.
Ändra nivån i rör, smala kanaler med godtycklig form, porösa kroppar. Vätskeuppgången sker när kanalerna väts med vätskor, till exempel vatten i glasrör, sand, jord etc. Vätskeminskningen sker i rör och kanaler som inte väts av vätska, till exempel kvicksilver i en Glas tub.
På basis av kapilläritet är den vitala aktiviteten hos djur och växter, kemisk teknik och vardagliga fenomen baserade (till exempel att lyfta fotogen längs veken i en fotogenlampa, torka händerna med en handduk). Markkapillariteten bestäms av den hastighet med vilken vattnet stiger i jorden och beror på storleken på gapen mellan jordpartiklarna.
Tunna rör kallas kapillärer, liksom de tunnaste kärlen i människokroppen och andra djur (se Kapillär (biologi)).
se även
Litteratur
- Prokhorenko P. P. Ultraljuds kapilläreffekt / P. P. Prokhorenko, N. V. Dezhkunov, G. E. Konovalov; Ed. V. V. Klubovich. 135 sid. Minsk: Vetenskap och teknik, 1981.
Länkar
- Gorin Yu. V. Index över fysiska effekter och fenomen för användning vid lösning av uppfinningsrika problem (TRIZ-verktyg) // Kapitel. 1.2 Ytspänning av vätskor. Kapillaritet.
Wikimedia Foundation. 2010 .
Se vad "Capillar (fysik)" är i andra ordböcker:
Ordet kapillär används för att hänvisa till mycket smala rör genom vilka vätska kan passera. För mer information, se artikeln Kapilläreffekt. Kapillär (biologi) Den minsta typen av blodkärl. Kapillär (fysik) Kapillär ... ... Wikipedia
Landau-kriteriet för superfluiditet är förhållandet mellan energierna och momenta för elementära excitationer av ett system (fononer), vilket bestämmer möjligheten att det är i ett superfluid tillstånd. Innehåll 1 Formulering av kriteriet 2 Härledning av kriteriet ... Wikipedia
Externa enhetsdelade system och kondensorer (fläktkyltorn) av kommersiell kylutrustning på ett rack Klimat- och kylutrustningsutrustning baserad på driften av kylmaskiner ... Wikipedia
Förändringen i gastemperaturen som ett resultat av dess långsamma flöde under inverkan av ett konstant tryckfall genom gasreglaget är ett lokalt hinder för gasflödet (kapillär, ventil eller porös skiljevägg placerad i röret på vägen ... ..). .
Det är en färglös transparent vätska som kokar vid atmosfärstryck vid en temperatur av 4,2 K (flytande 4He). Densiteten för flytande helium vid en temperatur av 4,2 K är 0,13 g/cm³. Den har ett lågt brytningsindex, på grund av ... ... Wikipedia
Spruteffekt, uppkomsten av en tryckskillnad Δp i en superfluid vätska, på grund av temperaturskillnaden ΔT (se Superfluiditet). T.e. manifesterar sig i flytande superfluid helium i skillnaden i vätskenivåer i två kärl, ... ... Stora sovjetiska encyklopedien
Var och en av oss kan lätt komma ihåg många ämnen som han anser vara vätskor. Det är dock inte så lätt att ge en exakt definition av detta materiatillstånd, eftersom vätskor har sådana fysikaliska egenskaper att de i vissa avseenden ... ... Collier Encyclopedia
Kapillaritet (från latin capillaris hår), kapilläreffekten är ett fysiskt fenomen, bestående av vätskors förmåga att ändra nivån i rör, smala kanaler med godtycklig form, porösa kroppar. Ökningen av vätska sker i fall av ... ... Wikipedia
