Czym są zjawiska kapilarne i jak je wyjaśniają?

Jeśli lubisz pić koktajle lub inne napojez tubki zapewne zauważyłeś, że gdy jeden z jego końców jest zanurzony w płynie, poziom znajdującego się w nim napoju jest nieco wyższy niż w filiżance czy szklance. Dlaczego tak się dzieje? Zwykle ludzie o tym nie myślą. Ale fizycy od dawna mieli czas, aby dobrze zbadać takie zjawiska, a nawet nadali im własną nazwę - zjawiska kapilarne. Nadeszła nasza kolej, aby dowiedzieć się, dlaczego tak się dzieje i jak wyjaśniono to zjawisko.

Dlaczego występują zjawiska kapilarne?

W naturze wszystko, co się dzieje, ma senswyjaśnienie. Jeśli ciecz zwilża (na przykład woda w plastikowej rurce), podniesie rurkę, a jeśli nie zwilża (na przykład rtęć w szklanej kolbie), spadnie. Co więcej, im mniejszy promień takiej kapilary, tym większa wysokość podniesienia się lub opadnięcia cieczy. Co wyjaśnia takie zjawiska kapilarne? Fizyka mówi, że pojawiają się one w wyniku sił napięcia powierzchniowego. Jeśli przyjrzysz się bliżej powierzchniowej warstwie cieczy w kapilarze, zauważysz, że w swoim kształcie jest to rodzaj koła. Wzdłuż jej granicy siła tzw. Napięcia powierzchniowego wywiera nacisk na ścianki rury. Ponadto w przypadku płynu zwilżającego wektor jego kierunku jest skierowany w dół, a dla płynu niezwilżającego w górę.

Zgodnie z trzecim prawem Newtona jest to nieuniknionepowoduje przeciwciśnienie równe mu w wartości bezwzględnej. To właśnie powoduje, że ciecz unosi się lub opada w wąskiej rurce. To wyjaśnia wszelkiego rodzaju zjawiska kapilarne. Jednak z pewnością wielu już miało naturalne pytanie: „Kiedy zatrzyma się wzrost lub spadek cieczy?” Stanie się tak, gdy siła grawitacji lub siła Archimedesa zrównoważy siłę, która powoduje, że ciecz przepływa przez rurkę.

Jak można wykorzystać zjawiska kapilarne?

Z jednym z zastosowań tego zjawiska, którestał się powszechny w produkcji artykułów piśmiennych, prawie każdy uczeń lub uczeń jest mu znany. Prawdopodobnie już zgadłeś, że mówimy o pisaku kapilarnym.

Jego urządzenie pozwala praktycznie pisaćdowolne stanowisko i cienki i wyraźny ślad na papierze od dawna uczynił ten temat bardzo popularnym wśród bractwa pisarzy. Zjawiska kapilarne są również szeroko stosowane w rolnictwie do regulowania ruchu i zatrzymywania wilgoci w glebie. Jak wiadomo, ziemia, na której uprawiane są rośliny, ma luźną strukturę, w której między poszczególnymi cząstkami występują wąskie szczeliny. W rzeczywistości są to nic innego jak naczynia włosowate. Za ich pośrednictwem woda przepływa do systemu korzeniowego i zapewnia roślinom niezbędną wilgoć i przydatne sole. Jednak na tych ścieżkach woda glebowa również podnosi się i dość szybko odparowuje. Aby zapobiec temu procesowi, naczynia włosowate muszą zostać zniszczone. Właśnie w tym celu przeprowadza się poluzowanie gleby. Czasami pojawia się sytuacja odwrotna, gdy wymagane jest zwiększenie ruchu wody przez naczynia włosowate. W takim przypadku gleba jest zwijana, dzięki czemu zwiększa się liczba wąskich kanałów. W życiu codziennym zjawiska kapilarne są wykorzystywane w różnych okolicznościach. Zastosowanie bibuły, ręczników i serwetek, zastosowanie knotów w lampach naftowych i technologii - wszystko to jest możliwe dzięki obecności w ich składzie wąskich długich kanałów.