hajszálcsövesség
hajszálcsövesség vagy Kapilláris hatás (lat. capillaris, A hajat illetően) a folyadékok viselkedése, amelyet szilárd anyagban mutatnak, ha kapillárisokkal érintkeznek, például keskeny csövekkel, hasadékokkal vagy üregekkel.
További ajánlott szakismeretek
8 lépés egy tiszta skálán - és 5 megoldás a tisztaság megőrzéséhez
Hogyan érhet el pontos mérési eredményeket minden nap?
A pipetták gyors ellenőrzése?
Példa: Ha egy üvegcsövet függőlegesen vízbe merít, a keskeny üvegcsőben lévő víz kissé megemelkedik a gravitációs erővel szemben.
Ezeket a hatásokat maguk a folyadékok felületi feszültsége és a folyadékok és a szilárd felület közötti interfészfeszültség (például a pohár) okozza.
Hatások
A Kapilláris felemelkedés a kapilláris anyagát nedvesítő folyadékokkal fordul elő, például vízzel az üvegen. A víz üvegcsőben emelkedik, és homorú felületet képez (meniszkusz). Ez a viselkedés a tapadási erőnek köszönhető (két anyag között ható erő).
A Kapilláris depresszió akkor fordul elő, amikor a folyadék nem nedvesíti meg az edény felületének anyagát. Ilyenek például a higany üvegen vagy a víz zsírozott felületű üvegen. Az ilyen folyadékok csőszintje alacsonyabb, mint a környezetben, és domború felületűek.
Minél kisebb az átmérő, annál nagyobb a kapilláris nyomás és az emelkedés magassága. Az 1 µm átmérőjű kapilláris 2,8 bar szívónyomást eredményez, amely nedvesítő vízzel 28 méter szívómagasságnak felel meg.
Két üveglemezt, amelyek között 1 µm vastagságú vízréteg van, a víz 2,8 bar nyomáson tartja össze. Ezért törnek nedvessé vált diák, amikor megpróbálja széthúzni őket.
Nincs olyan örökmozgó gép, amelyben a folyadék folyamatosan kifolyna egy üvegcsőből, amely a kapilláris hatás miatt túl rövid volt - ez végül potenciális energiát generálna. A folyadék a cső falán tapadó erők hatására emelkedik, így csak a végéig, még akkor is, ha a kapillaritás nagyobb emelkedési magasságot engedett meg.
képlet
A mászás magassága H (méterben) egy folyadékoszlopot az alábbiak adnak meg:
σ = Felületi feszültség (J/m² vagy N/m) θ = Érintési szög ρ = A folyadék sűrűsége (kg/m 3) G = Gyorsulás a gravitáció miatt (m/s²) r = A cső sugara (m)
Vízzel töltött üvegcsőhöz, amely tengerszint feletti magasságban nyílik a levegő felé,
σ = 0,0728 J/m² 20 ° C-on θ = 20 ° = 0,35 rad ρ = 1000 kg/m 3 G = 9,8 m/s²
a következő eredmények az emelkedés magasságához:
Széles csőhöz r = 1 m, ez nem észrevehető 0,014 mm emelkedést eredményez. 1 cm-nél a víz 1,4 mm-rel, 0,1 mm sugarú kapillárisral 14 cm-rel emelkedik.