Jos haluat juoda cocktaileja tai muita juomiaputkesta, olet todennäköisesti huomannut, että kun toinen sen päistä lasketaan nesteeseen, juoman taso siinä on hiukan korkeampi kuin kupissa tai lasissa. Miksi tämä tapahtuu? Yleensä ihmiset eivät ajattele sitä. Mutta fyysikot ovat onnistuneet tutkimaan näitä ilmiöitä hyvin jo pitkään ja antaneet heille jopa oman nimensä - kapillaari-ilmiöt. Meidän vuoromme tuli selvittää, miksi näin tapahtuu ja kuinka tämä ilmiö selitetään.
Miksi kapillaari-ilmiöitä esiintyy?
Luonnossa kaikki tapahtuva on kohtuullistaselitys. Jos neste kastuu (esimerkiksi vesi muoviputkessa), se nousee putkesta ylöspäin, ja jos se ei ole kostuttava (esimerkiksi elohopea lasikartiossa), se putoaa. Lisäksi mitä pienempi tällaisen kapillaarin säde on, sitä korkeammalle neste nousee tai putoaa. Mikä selittää kapillaari-ilmiöitä? Fysiikka sanoo, että ne esiintyvät pintajännitysvoimien seurauksena. Jos tarkastelet tarkkaan kapillaarin pintakerrosta, huomaat, että muodossaan se edustaa tiettyä ympyrää. Niin sanotun pintajännityksen voima kohdistaa rajansa putken seinämiin painetta pitkin. Lisäksi kostuttavalle nesteelle sen suunnan vektori käännetään alaspäin ja ei kostuttavalle nesteelle ylöspäin.
Kuinka kapillaari-ilmiöitä voidaan käyttää?
Yhdellä tämän ilmiön sovelluksista, jotkapaperituotteiden tuotannossa levisi, melkein jokainen opiskelija tai oppilas on tuttu. Luultavasti jo arvasit, että puhumme kapillaarikynästä.
Sen laitteen avulla voit kirjoittaa käytännössä sisäänmikä tahansa asento ja ohut ja selkeä jälki paperilla on jo pitkään tehnyt tästä aiheesta erittäin suositun kirjoitusveljeskunnan keskuudessa. Kapillaari-ilmiöitä käytetään myös laajalti maataloudessa liikkeen säätelemiseksi ja kosteuden pitämiseksi maaperässä. Kuten tiedätte, viljelykasvien viljelymaalla on löysä rakenne, jossa yksittäisten hiukkasten välillä on kapeat aukot. Itse asiassa nämä eivät ole muuta kuin kapillaareja. Niiden kautta vesi virtaa juurijärjestelmään ja tarjoaa kasveille tarvittavaa kosteutta ja hyödyllisiä suoloja. Näillä poluilla myös maaperän vesi nousee ja haihtuu melko nopeasti. Tämän prosessin estämiseksi kapillaarit on tuhottava. Juuri tätä varten maaperä irtoaa. Ja joskus päinvastainen tilanne syntyy, kun sitä vaaditaan parantamaan veden liikkumista kapillaarien läpi. Tällöin maaperä valssataan, ja tästä johtuen kapeiden kanavien määrä kasvaa. Arjessa kapillaari-ilmiöitä käytetään monissa olosuhteissa. Puhdistuspaperin, pyyhkeiden ja lautasliinojen käyttö, sydänlankojen käyttö petrolilampuissa ja tekniikassa - kaikki tämä on mahdollista kapeiden pitkien kanavien vuoksi niiden koostumuksessa.
