Hvad er kapillær handling, og hvordan påvirkes det af tyngdekraften? Ariel & Michal

kapillær handling (eller kapillaritet) beskriver en væskes evne til at strømme mod tyngdekraften i et smalt rum, såsom et tyndt rør.

denne spontane stigning af en væske er resultatet af to modsatte kræfter:

samhørighed – de attraktive kræfter mellem lignende molekyler eller atomer, i vores tilfælde væskens molekyler eller atomer., Vand er for eksempel kendetegnet ved høj samhørighed, da hvert vandmolekyle kan danne fire hydrogenbindinger med nabomolekyler.

adhæsion – de attraktive kræfter mellem forskellige molekyler eller atomer, i vores tilfælde kontaktområdet mellem partiklerne af væsken og partiklerne, der danner røret.

væskens kapillaritet siges at være høj, når vedhæftningen er større end samhørighed, og omvendt., Derfor er viden om væsken ikke tilstrækkelig til at bestemme, hvornår kapillærvirkning vil forekomme, da vi også skal kende rørets kemiske sammensætning. Disse to, sammen med kontaktområdet (røret”s diameter), omfatter de vigtigste variabler. For eksempel har vand i et tyndt glasrør stærke klæbekræfter på grund af de hydrogenbindinger, der dannes mellem vandmolekylerne og O .ygenatomerne i rørvæggen (glas = silica = SiO2). I modsætning hertil er kviksølv præget af stærkere samhørighed, og derfor er dens kapillaritet meget lavere.,

højden (h) af en væske i et rør er givet ved formlen

Så hvad”s foregår her?

Hvis vedhæftningskræfterne er større end samhørigheds-og tyngdekraften (når den eksisterer), klæber væskens molekyler til rørets væg. Vi vil observere, at væskens øvre overflade bliver konkav (væskens højde ved kontaktområdet er højere end dens højde i midten af røret)., De sammenhængende kræfter mellem væskens molekyler “forsøger” at reducere overfladespændingen (dvs.at flade væskens øvre overflade og således forhindre det forøgede overfladeareal i konkav tilstand). Dermed fortsætter molekylerne med at klatre op, indtil der opnås en stabil tilstand mellem samhørighed og vedhæftning (med eller uden tyngdekraften).

Dette forklarer også, hvorfor dette fænomen udelukkende forekommer i tynde rør (også i fravær af tyngdekraft)., I bredere kar kommer kun en lille brøkdel af væsken i kontakt med karvæggene, og så klæbende kræfter er ubetydelige, og der er næppe nogen stigning i væsken.

Mange dagligdags fænomener er et resultat af kapillarvirkning, herunder:

og endelig et interessant stykke trivia:

vidste du, at Albert Einsteins første nogensinde offentliggjorte videnskabelige artikel omhandler kapillær handling? Udgivet på tysk i 1901, havde titlen Folgerungen aus den Capillarit .tserscheinungen (“konklusioner trukket fra fænomenet kapillaritet”).,

der er Vedtaget fra Wikipedia

Dr. Avi Saig