Kapilyarlik xodisalar

Kapilyarlik xodisalar
Reja:

1. 
   Kapillyar hodisalar vujudga kelishi
   
2. 
   Hodisalar va fizika
   
3. 
   Egri sirt ostidagi bosim.
   

Kapillyar hodisalar – birbiriga aralashmaydigan jismlar (mas, qattiq jism bilan suyuqlik)ning tegishib turgan chegara sirtida molekulyar kuchlar taʼsirida yuzaga keladigan fizik hodisalar. Mac, suyuqlik bilan idishning oʻzaro taʼsirida suyuqlik sirti botiq yoki qavariq shaklni oladi. Jumladan, kapillyar (ingichka) naydagi hoʻllaydigan suyuqlik sirti botiq, hoʻllamaydigan suyuklik sirti qavariq boʻladi. Suyuqlik sirtining egrilanishi tufayli hosil boʻladigan kapillyar bosim natijasida idish (mas, kapillyar nay)dagi suyuqlik maʼlum balandlik h ga koʻtariladi yoki pasayadi. Bunda -£- = pgh formula oʻrinli. o —suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenta, r — suyuqlik zichligi, g — erkin tushish tezlanishi. Balandlik h ni aniqlash uchun suyuqlik sirtining egrilik radiusini kapillyar radiusi g ga almashtiriladi:bunda: g — kapillyar radiusi, 9 — chegaraviy burchak, demak, h=2a/prg. Suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenta qancha katta, kapillyar nayning radiusi bilan suyuqlik zichligi qancha kichik boʻlsa, kapillyar nayda suyuqlik shuncha baland koʻtariladi. K. h. tabiatda, kundalik turmushda, texnikada katta rol oʻynaydi. Oʻsimliklarning oziqlanishi, organizmda moddalar almashinuvi, tuproq va yer osti suvlarining koʻchishi, gʻovak moddalarning suv shimishi, texnikada keng tatbiq qilinadigan flotatsiya (mas, foydali qazilmalarni boyitish) jarayoni K. h.ga bogʻliq.
K.h.ni birinchi boʻlib Leonardo da Vinchi (16-asr), soʻngra B. Paskal (17-asr) va J. Jyuren (18-asr) kapillyar naychalar bilan tajribalar oʻtkazayetganda kashf etishgan. K. h. nazariyasini T. Yung (1805), P.Laplas (1806), J. U. Gibbs (1875) va I. S. Gromeka (1879, 1886) ilmiy ishlarida rivojlantirganlar.
Hodisalar va fizika

Kapillyar oqimlar va uning ichidagi hodisalarni o'rganish uchun kapillyar oqim tajribasi Xalqaro kosmik stantsiya
Gözenekli muhitda kapillyar penetrasyon, dinamik mexanizmini ichi bo'sh quvurlardagi oqim bilan bo'lishadi, chunki har ikkala jarayon ham yopishqoq kuchlar tomonidan qarshilik ko'rsatiladi.[23] Binobarin, hodisani namoyish qilish uchun ishlatiladigan umumiy apparat bu kapillyar naycha. Shisha naychaning pastki uchi suyuqlikka, masalan suvga, konkavga qo'yilganda meniskus shakllari. Yopishtirish suyuqlik va qattiq ichki devor o'rtasida suyuqlik kolonnasini tortib olish uchun etarli miqdordagi suyuqlik mavjud bo'lguncha tortiladi tortish kuchlari bu molekulalararo kuchlarni engib o'tish. Suyuq ustun ustki qismi va kolba orasidagi aloqa uzunligi (chekka atrofida) kolba radiusiga mutanosib, suyuqlik ustunining vazni esa kolba radiusi kvadratiga mutanosib. Shunday qilib, ichki suv molekulalari tashqi molekulalar bilan etarli darajada birlashishini hisobga olsak, tor trubka kengroq kolbadan ko'ra suyuqlik ustunini tortadi.
O'simliklar va hayvonlarda
Kapillyar ta'sir ko'plab o'simliklarda ko'rinadi. Daraxtlarda suv tarvaqaylab ko'tariladi; depressurizatsiyani hosil qiluvchi barglardagi bug'lanish; ehtimol tomonidan ozmotik bosim ildizlarga qo'shilgan; va ehtimol o'simlik ichidagi boshqa joylarda, ayniqsa namlik yig'ilganda havo ildizlari.[24][25]
Ba'zi kichik hayvonlarda, masalan, suv olish uchun kapillyar harakatlar tasvirlangan Ligia exotica[26] va Moloch horridus.[27]
Misollar
Qurilgan muhitda bug'lanish cheklangan kapillyar penetratsiya hodisasi uchun javobgardir ko'tarilgan nam yilda beton va devor, sanoatda va diagnostika tibbiyotida ushbu hodisa tobora ko'proq qo'llanilmoqda qog'ozga asoslangan mikrofluiklar.[23]
Fiziologiyada kapillyar ta'sir doimiy ishlab chiqariladigan drenaj uchun juda muhimdir ko'z yoshi ko'zdan suyuqlik. Kichkina diametrdagi ikkita kanalikulalar ichki burchakda joylashgan asr, shuningdek lakrimal kanallar; ko'z qovoqlari tutashganda ularning teshiklarini lakrimal xaltachalar ichida yalang'och ko'z bilan ko'rish mumkin.
Yalang'ochlash - bu shamchiroq usuli bilan suyuqlikning material tomonidan yutilishi.Qog'oz sochiqlar kapillyar ta'sir orqali suyuqlikni yutadi, a suyuqlik yuzadan sochiqqa o'tkazilishi kerak. A ning kichik teshiklari shimgichni mayda mayda tomirlar vazifasini bajaradi, bu uning katta miqdordagi suyuqlikni yutishiga olib keladi. Ba'zi to'qimachilik matolari teridan terni "siltash" uchun kapillyar ta'siridan foydalanishi aytiladi. Ular ko'pincha shunday deb nomlanadi matolarni yig'ish, ning kapillyar xususiyatlaridan keyin sham va chiroq jo'jalar.
Kapillyar harakatlar kuzatiladi yupqa qatlamli xromatografiya, unda erituvchi kapillyar ta'sirida vertikal ravishda plastinka bo'ylab harakatlanadi. Bu holda teshiklar juda kichik zarralar orasidagi bo'shliqlardir.
Kapillyar harakatlar chizilgan siyoh uchlariga buloq qalam niblar qalam ichidagi suv omboridan yoki kartrijdan.
Kabi ba'zi bir juft materiallar bilan simob va shisha, molekulalararo kuchlar suyuqlik ichida qattiq va suyuqlik orasidagi suyuqlikdan oshib ketadi, shuning uchun a qavariq meniskus shakllari va kapillyar ta'sir aksincha ishlaydi.
Yilda gidrologiya, kapillyar harakatlar suv molekulalarining tuproq zarralariga tortilishini tavsiflaydi. Kapillyar harakatlar harakatlanish uchun javobgardir er osti suvlari tuproqning nam joylaridan quruq joylarga. Tuproqdagi farqlar salohiyat ( ) tuproqdagi kapillyar ta'sirini haydash.
Kapillyar ta'sirning amaliy qo'llanilishi kapillyar ta'sir sifonidir. Ushbu qurilma ichi bo'sh naychani ishlatish o'rniga (ko'pchilik sifonlarda bo'lgani kabi) tolali materialdan tayyorlangan paxta uzunligidan iborat (paxta shnuri yoki ip yaxshi ishlaydi). Shnurni suv bilan to'ydirgandan so'ng, bir (og'irlikdagi) uchi suv bilan to'ldirilgan suv omboriga, ikkinchisi esa qabul qiluvchi idishga joylashtiriladi. Suv ombori qabul qiluvchi idishdan yuqori bo'lishi kerak. Kapillyar ta'sir va tortishish tufayli suv asta-sekin suv omboridan qabul qiluvchi idishga o'tadi. Ushbu oddiy asbobdan hech kim uyda bo'lmaganida uy gullarini sug'orishda foydalanish mumkin.
Meniskus balandligi

Kapillyarda suvning balandligi mayda diametrga qarshi chizilgan
Balandligi h suyuqlik ustunining qiymati tomonidan berilgan Yurin qonuni[28]

qayerda  suyuq havo sirt tarangligi (kuch / birlik uzunligi), θ bo'ladi aloqa burchagi, r bo'ladi zichlik suyuqlik (massa / hajm), g mahalliy hisoblanadi tortishish kuchi tufayli tezlanish (vaqt / kvadrat vaqt[29]) va r bo'ladi radius kolba. Shunday qilib, suv yurishi mumkin bo'lgan joy qanchalik nozik bo'lsa, u shunchalik yuqoriga ko'tariladi.
Standart laboratoriya sharoitida havoda suv bilan to'ldirilgan shisha naycha uchun, γ = 0,0728 N / m 20 da ° C, r = 1000 kg / m3va g = 9,81 m / s2. Ushbu qiymatlar uchun suv ustunining balandligi

Shunday qilib, yuqorida ko'rsatilgan laboratoriya sharoitida 2 m (6,6 fut) radiusli shisha naycha uchun suv sezilmaydigan 0,007 mm (0,00028 dyuym) ko'tariladi. Biroq, 2 sm (0,79 dyuym) radiusli trubka uchun suv 0,7 mm (0,028 dyuym) ga ko'tariladi va 0,2 mm (0,0079 dyuym) radiusli truba uchun suv 70 mm (2,8 dyuym) ga ko'tariladi.
G'ovakli muhitda suyuqlik tashish
Advertisement

Kapillyar g'ishtda oqadi, sehrgarligi 5,0 mm · min−1/2 va g'ovakliligi 0,25 ga teng.
Advertisement
Quruq gözenekli muhit suyuqlik bilan aloqa qilganda, suyuqlikni vaqt o'tishi bilan kamayib boradigan darajada absorbe qiladi. Bug'lanishni ko'rib chiqayotganda suyuqlik penetratsiyasi harorat, namlik va o'tkazuvchanlik parametrlariga bog'liq ravishda chegaraga etadi. Ushbu jarayon bug'lanishning cheklangan kapillyar penetratsiyasi deb nomlanadi [23] va tez-tez uchraydigan holatlarda, shu jumladan suyuqlikning qog'ozga singishi va beton yoki devor devorlarida namlik ko'tarilishi kuzatiladi. Kesmaning maydoni bo'lgan materialning novda shaklidagi qismi uchun A bu bir tomondan namlangan, jami hajm V bir muncha vaqt o'tgach so'rilgan suyuqlik t bu qayerda S bo'ladi sehrgarlik m · s birliklarda−1/2 yoki mm · min−1/2. Bu vaqtga bog'liqlik munosabati shunga o'xshash Washburn tenglamasi kapillyarlar va g'ovakli muhitlarni siqish uchun.[30] Miqdor uzunlikning kattaligi bilan suyuqlik yig'ilishi deb ataladi. Barning namlangan uzunligi, ya'ni barning ho'llangan uchi va shunday deb ataladiganlar orasidagi masofa nam old, kasrga bog'liq f bo'shliqlar egallagan hajmning. Bu raqam f bo'ladi g'ovaklilik o'rta; namlangan uzunlik keyin bo'ladi

Ba'zi mualliflar miqdordan foydalanadilar S / f sehrgarlik kabi.[31]Yuqoridagi tavsif, tortishish kuchi va bug'lanish rol o'ynamaydigan holatga tegishli.
Sorptivlik - bu qurilish materiallarining tegishli xususiyati, chunki u miqdoriga ta'sir qiladi ko'tarilgan namlik. Qurilish materiallarining jozibadorligi uchun ba'zi qiymatlar quyidagi jadvalda keltirilgan.

Xo’llash. Suyuqlik qattiq jismni ho’llash yoki ho’llamasligi mumkin. Agar simob tomchisi toza temir sirtiga qo’yilsa yoyilib 78-a rasmdagidek ko’rinishni oladi. Bunda simob temirni xo’lladi deyiladi.

Endi simob tomchisini shisha plastinka ustiga qo’ysak tomchi shar shakilga intilib, 78-b rasmdagidek ko’rinishni oladi. Bunda simob shisha plastinkani ho’llamadi deyiladi. Suyuqlikning qattiq jismni ho’llash ho’llamasligi moddalarni bir-biriga tegib turgan qatlamlardagi molekulalar orasida vujudga keladigan ta’sir xarakteriga bog’liq. Agar qattiq jism va suyuqlik molekulalari orasidagi tortishish kuchi suyuqlikning o’zining molrkulalari orasidagi tortish kuchidan katta bo’lsa unda suyuqlik qattiq jismni ho’llaydi. Bunda suyuqlik qattiq jism sirtida kengroq yoyilishiga harakat qiladi. Agar qattiq jism va suyuqlik molelulalari orasidagi tortish kuchi suyuqlikning o’zining orasidagi tortish kuchidan kichik bo’lsa unda suyuqlik qattiq jismni ho’llamaydi. Bunda suyuqlik qattiq jismga tegib turgan sirtini kamaytirishga harakat qiladi. (simob-shisha)