kapilarita
kapilarita alebo Kapilárny efekt (lat. capillaris, Čo sa týka vlasov) je správanie tekutín, ktoré sa prejavujú v tuhých látkach pri kontakte s kapilárami, napr. Úzke trubice, štrbiny alebo dutiny.
Ďalšie odporúčané odborné znalosti
8 krokov k čistej váhe - a 5 riešení, ako udržať čistotu
Ako dosiahnete presné výsledky váženia každý deň?
Ako rýchlo skontrolovať pipety?
Príklad: Ak ponoríte sklenenú trubicu vertikálne do vody, voda v úzkej sklenenej trubici trochu vystúpi proti gravitačnej sile.
Tieto účinky sú spôsobené povrchovým napätím samotných kvapalín a medzipovrchovým napätím kvapalín s pevným povrchom (v príklade: sklo).
Účinky
The Kapilárny vzostup nastáva pri tekutinách, ktoré zvlhčujú materiál kapiláry, ako je napríklad voda na skle. Voda stúpa v sklenenej trubici a vytvára konkávny povrch (meniskus). Toto správanie je spôsobené silou adhézie (silou pôsobiacou medzi dvoma látkami).
The Kapilárna depresia nastane, keď kvapalina nezmáča materiál povrchu nádoby. Príkladom je ortuť na skle alebo voda na skle s mastným povrchom. Takéto kvapaliny majú v trubici nižšiu hladinu ako v okolí a konvexný povrch.
Čím menší je priemer, tým väčší je kapilárny tlak a výška stúpania. Kapilára s priemerom 1 µm vytvára sací tlak 2,8 baru, čo zodpovedá sacej výške 28 metrov so zvlhčovacou vodou.
Dve sklenené platne, medzi ktorými je vodný film s hrúbkou 1 um, sú držané pohromade vodou pri tlaku 2,8 bar. Preto sa vlhké kĺzavé kĺby zlomia, keď sa ich pokúsite roztrhnúť.
Neexistuje žiadny stroj na trvalý pohyb, v ktorom by z kapilárneho efektu nepretržite tryskala kvapalina zo príliš krátkej sklenenej trubice - to by v konečnom dôsledku generovalo potenciálnu energiu. Kvapalina stúpa v dôsledku adhéznych síl na stenu trubice, a teda iba na jej koniec, a to aj napriek tomu, že kapilarita umožňovala väčšiu výšku stúpania.
vzorec
Výška stúpania H (v metroch) stĺpca kvapaliny je dané:
σ = Povrchové napätie (J/m² alebo N/m) θ = Kontaktný uhol ρ = Hustota kvapaliny (kg/m 3) G = Gravitačné zrýchlenie (m/s²) r = Polomer trubice (m)
Pre sklenenú trubicu naplnenú vodou, ktorá je otvorená pre vzduch na úrovni mora,
σ = 0,0728 J/m² pri 20 ° C θ = 20 ° = 0,35 rad ρ = 1 000 kg/m 3 G = 9,8 m/s²
nasledujúce výsledky pre výšku stúpania:
Pre širokú trubicu s r = 1 m, čo má za následok zvýšenie zreteľne o 0,014 mm. Pri 1 cm by voda stúpla o 1,4 mm a s kapilárou s polomerom 0,1 mm o 14 cm.