Hva er kapillarkrefter, og hvordan er det påvirket av tyngdekraft? Ariel & Mikal

kapillarkrefter (eller capillarity) beskriver muligheten av en væske, å strømme mot tyngdekraften i et smalt område, for eksempel en tynn slange.

Denne spontane opp til en væske er resultatet av to motstridende krefter:

Samhold – det tiltrekkende krefter mellom lignende molekyler eller atomer, i vårt tilfelle molekyler eller atomer av væske., Vann, for eksempel, er preget av høy samhold siden hvert molekyl vann kan danne fire hydrogen obligasjoner med nabokommunene molekyler.

Vedheft – det tiltrekkende krefter mellom ulike molekyler eller atomer, i vårt tilfelle kontaktflaten mellom partikler av væske og partikler danner røret.

capillarity av væsken er sagt å være høy når vedheft er større enn samhold, og vice versa., Derfor, kjennskap til væsken er ikke tilstrekkelig til å fastslå når kapillær action vil skje, siden vi må også kjenne den kjemiske sammensetningen av røret. Disse to, sammen med kontaktområdet (the tube»s diameter), utgjør den sentrale variabler. For eksempel, vann i et tynt glassrør har sterk lim styrker på grunn av hydrogen bindinger som dannes mellom vannmolekylene og oksygen atomer i røret og veggen (glass = silica = SiO2). I motsetning til kvikksølv er preget av sterkere samhold, og dermed sin capillarity er mye lavere.,

høyde (h) i en væske inne i en t er gitt ved formelen

Så hva»s skjer her?

I tilfelle krefter vedheft er større enn de av samhold og tyngdekraften (når den finnes), molekyler i væske klamrer seg til veggen i røret. Vi vil observere at den øvre overflaten av væsken blir konkav (høyden av væske på kontaktområdet er høyere enn høyden på midten av røret)., Den samlende krefter mellom molekyler i væske, er «forsøk» for å redusere overflatespenningen (dvs. å slå sammen den øvre overflaten av væsken og dermed hindre økt areal i den konkave staten). Ved å gjøre det, molekyler fortsette å klatre opp til en steady state mellom samhold og vedheft oppnås (med eller uten tyngdekraft komponent).

Dette forklarer også hvorfor dette fenomenet forekommer utelukkende i tynne rør (også i fravær av tyngdekraft)., På større fartøyer er det bare en liten brøkdel av væsken kommer i kontakt med fartøyet vegger, og så lim styrker er ubetydelig, og det er neppe noen stiger over væsken.

Mange dagligdagse fenomener er et resultat av kapillarkrefter, blant annet:

Og til slutt et interessant stykke trivia:

Visste du at Albert Einstein»s første gang publisert vitenskapelig artikkel avtaler med kapillarkrefter? Publisert på tysk i 1901, det var rett Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen («konklusjoner trukket fra fenomener av capillarity»).,

Adoptert fra Wikipedia