Pagrindinis skirtumas – paviršiaus įtempimas ir kapiliarinis veiksmas
Paviršiaus įtempimas ir kapiliarinis veikimas yra fizinės skystų medžiagų savybės. Tai yra makroskopinės skysčių savybės. pagrindinis skirtumas tarp paviršiaus įtempimo ir kapiliarinio poveikio yra tas, kad paviršiaus įtempis matuojamas kaip jėga, veikiama tam tikro skysčio ilgio, išreikšta vienetu N/m (niutonas vienam metrui), o kapiliarinis poveikis matuojamas kaip skysčio stulpelio aukštis. kuri nubrėžta aukštyn, atsižvelgiant į sunkumą, nurodytą vienetu m (metras).
Kas yra paviršiaus įtempimas?
Paviršiaus įtempimas – tai reiškinys, kai skysčio paviršius, kuriame skystis liečiasi su dujomis, veikia kaip plonas elastingas lakštas. Terminas paviršiaus įtempis vartojamas tik tada, kai skystis liečiasi su dujomis (pvz., atidarius į normalią atmosferą). Terminas „sąsajos įtempimas“vartojamas sluoksniui tarp dviejų skysčių.
Pritraukimas tarp skirtingų cheminių rūšių priverčia skysčio molekules susijungti. Skysčio paviršiuje esančias skystas molekules traukia skysčio viduryje esančios molekulės. Tai yra sanglaudos rūšis. Tačiau trauka tarp skystų molekulių ir oro molekulių (arba sukibimo jėgos) yra nereikšminga. Todėl šis paviršinis skystų molekulių sluoksnis veikia kaip elastinga membrana. Skysčių molekulių paviršinis sluoksnis yra įtemptas, nes nėra pakankamai traukos jėgų, kad subalansuotų jas veikiančias sanglaudos jėgas, todėl ši sąlyga vadinama paviršiaus įtempimu.
01 pav. Skysčių molekulių traukos jėgos skysčio paviršiuje
Paviršiaus įtempimo skaičiavimo formulė
Paviršiaus įtempis (γ)=F/d
Čia F yra paviršiaus jėga, o d yra ilgis, kurį veikia paviršiaus jėga. Todėl paviršiaus įtempis matuojamas vienetu N/m (niutonas vienam metrui). Tai paviršiaus įtempimo matavimo SI vienetas.
Kas yra kapiliarinis veikimas?
Kapiliarinis veikimas – tai skysčio gebėjimas tekėti siaurose erdvėse be išorinių jėgų, pvz., gravitacijos, pagalbos arba joms neprieštaraujant. Jį galima pastebėti kaip skysčio traukimą per kapiliarinį vamzdelį aukštyn.
Kapiliarinis veiksmas atsiranda dėl tarpmolekulinių jėgų tarp skysčio molekulių ir kapiliarinio vamzdelio paviršiaus. Todėl tai atsiranda dėl sukibimo jėgų. Kai vamzdžio skersmuo yra pakankamai mažas, skystis pakyla per vamzdelį tiek dėl sukibimo, tiek dėl kohezijos jėgų. Sanglaudos jėgos (traukos jėgos tarp panašių molekulių) verčia molekules traukti aukštyn.
Kai kapiliarinis vamzdelis įdedamas į skystį, vamzdelio krašte susidaro meniskas. Tada dėl sukibimo jėgų tarp skysčio molekulių ir vamzdžio sienelės skystis traukiamas aukštyn, kol gravitacinės jėgos, veikiančios tą skysčio kiekį, pakanka, kad įveiktų sukibimo jėgą. Tada skysčio molekulės ištraukiamos dėl sanglaudos.
02 pav. Kapiliarinis veikimas – modelis
Kapiliarinis veikimas yra paplitęs tarp augalų. Ksilemo indai yra kapiliariniai vamzdeliai, kurie gali patraukti vandenį su ištirpusiomis maistinėmis medžiagomis į viršų. Tai patenkina didelių augalų šakų ir lapų vandens ir maistinių medžiagų poreikį.
Koks yra paviršiaus įtempimo ir kapiliarinio veikimo ryšys?
Kapiliarinis veikimas sukuria skysčio kolonėlę kapiliariniame vamzdelyje. Skysčio kolonėlės aukštį galima nustatyti pagal toliau pateiktą lygtį.
Skysčio kolonėlės aukščio skaičiavimo formulė
h=2γcosθ / ρgr
Šiame,
- h yra skysčio stulpelio aukštis,
- γ yra skysčio paviršiaus įtempis (vienetas N/m),
- θ yra kontaktinis kampas tarp skysčio ir vamzdelio sienelės,
- ρ – skysčio tankis, g – pagreitis dėl gravitacijos (vienetas yra Kg/m3),
- r yra vamzdžio spindulys (m).
Kuo skiriasi paviršiaus įtempimas ir kapiliarinis veikimas?
Paviršiaus įtampa prieš kapiliarinį veiksmą |
|
| Paviršiaus įtempis yra reiškinys, kai skysčio paviršius, kuriame skystis liečiasi su dujomis, veikia kaip plonas elastingas lakštas. | Kapiliarinis veikimas – tai skysčio gebėjimas tekėti siaurose erdvėse be išorinių jėgų, pvz., gravitacijos, pagalbos ar net neprieštaraujant joms. |
| Teorija | |
| Paviršiaus įtempis – tai jėga, veikianti skysčio paviršių, veikiamą oru. | Kapiliarinis veikimas – tai skysčio srautas prieš išorinę jėgą be jokios pagalbos. |
| Matavimas | |
| Paviršiaus įtempis matuojamas kaip jėga, taikoma tam tikram skysčio ilgiui, nurodyta vienetu N/m (niutonas vienam metrui). | Kapiliarinis poveikis matuojamas kaip skysčio stulpelio aukštis, traukiamas į viršų, atsižvelgiant į gravitaciją, kurią nurodo vienetas m (metras). |
Santrauka – paviršiaus įtempimas ir kapiliarinis veiksmas
Paviršiaus įtempimas ir kapiliarinis veikimas yra dviejų tipų mikroskopinės skysčių savybės. Skirtumas tarp paviršiaus įtempimo ir kapiliarinio poveikio yra tas, kad paviršiaus įtempis matuojamas kaip jėga, veikianti tam tikrą skysčio ilgį, išreikštą vienetu N/m (niutonas vienam metrui), o kapiliarinis poveikis matuojamas kaip skysčio stulpelio aukštis. yra nubrėžtas aukštyn, atsižvelgiant į sunkumą, nurodytą vienetu m (metras).
