Kung gusto mong uminom ng mga cocktail o iba pang inumin mula sa isang straw, malamang na napansin mo na kapag ang isa sa mga dulo nito ay ibinaba sa isang likido, ang antas ng inumin sa loob nito ay bahagyang mas mataas kaysa sa isang tasa o baso. Bakit ito nangyayari? Kadalasan hindi ito iniisip ng mga tao. Ngunit matagal nang pinag-aralan ng mga physicist ang mga naturang phenomena at binigyan pa sila ng kanilang sariling pangalan - mga capillary phenomena. Ang aming pagkakataon ay dumating upang malaman kung bakit ito nangyayari at kung paano ipinaliwanag ang hindi pangkaraniwang bagay na ito.
Bakit nangyayari ang mga capillary
Sa kalikasan, lahat ng nangyayari ay may makatwirang paliwanag. Kung ang likido ay basa (halimbawa, tubig sa isang plastic tube), ito ay tumataas sa tubo, at kung ito ay hindi basa (halimbawa, mercury sa isang glass vial), pagkatapos ito ay bababa. Bukod dito, mas maliit ang radius ng naturang capillary, mas mataas ang likido ay tataas o bababa. Ano ang nagpapaliwanag sa gayong mga capillary phenomena? Sinasabi ng pisika na nangyayari ang mga ito bilang resulta ng pagkilos ng mga puwersa.Kung titingnang mabuti ang ibabaw na layer ng likido sa isang capillary, mapapansin mo na sa hugis nito ay isang uri ng bilog. Sa kahabaan ng hangganan nito sa mga dingding ng tubule ay nagpapatupad ng tinatawag na pag-igting sa ibabaw. Bukod dito, para sa isang basang likido, ang vector ng direksyon nito ay nakadirekta pababa, at para sa isang hindi basang likido, ito ay nakadirekta pataas.
Ayon sa pangatlo, hindi maiiwasang magdulot ito ng magkasalungat na presyon na katumbas nito sa modulus. Ito ang dahilan kung bakit tumaas o bumaba ang likido sa isang makitid na tubo. Ipinapaliwanag nito ang lahat ng uri ng capillary phenomena. Gayunpaman, sigurado, marami na ang nagkaroon ng lohikal na tanong: "At kailan titigil ang pagtaas o pagbaba ng likido?" Mangyayari ito kapag ang puwersa ng grabidad, o ang puwersa ng Archimedes, ay nagbabalanse sa puwersa na nagpapagalaw sa likido sa kahabaan ng tubo.
Paano magagamit ang mga capillary phenomena?
Isa sa mga aplikasyon ng hindi pangkaraniwang bagay na ito, na naging laganap sa paggawa ng stationery, ay pamilyar sa halos bawat mag-aaral o mag-aaral. Malamang nahulaan mo na kung ano ang pinag-uusapan natin
Ang aparato nito ay nagpapahintulot sa iyo na magsulat sa halos anumang posisyon, at ang isang manipis at malinaw na marka sa papel ay matagal nang ginawa ang paksang ito na napakapopular sa mga kapatiran ng pagsulat. malawak ding ginagamit sa agrikultura upang makontrol ang paggalaw at mapanatili ang kahalumigmigan sa lupa. Tulad ng alam mo, ang lupain kung saan lumaki ang mga pananim ay may maluwag na istraktura, kung saan may mga makitid na puwang sa pagitan ng mga indibidwal na particle nito. Sa katunayan, ito ay walang iba kundi mga capillary. Sa pamamagitan ng mga ito, ang tubig ay pumapasok sa root system at nagbibigay ng mga halaman ng kinakailangang kahalumigmigan at kapaki-pakinabang na mga asing-gamot. Gayunpaman, ang tubig sa lupa ay tumataas din sa mga landas na ito at mabilis na sumingaw. Upang maiwasan ang prosesong ito, dapat sirain ang mga capillary. Para lamang dito, ang pag-loosening ng lupa ay isinasagawa. At kung minsan ang kabaligtaran na sitwasyon ay lumitaw kapag kinakailangan upang madagdagan ang paggalaw ng tubig sa pamamagitan ng mga capillary. Sa kasong ito, ang lupa ay pinagsama, at dahil dito, ang bilang ng mga makitid na channel ay tumataas. Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga capillary phenomena ay ginagamit sa ilalim ng iba't ibang mga pangyayari. Ang paggamit ng blotting paper, mga tuwalya at napkin, ang paggamit ng mga wick sa at sa teknolohiya - lahat ng ito ay posible dahil sa pagkakaroon ng mahabang makitid na mga channel sa kanilang komposisyon.
MOU "Lyceum No. 43"
(natural-teknikal)
CAPILLARY PHENOMENA
Rozhkov Dmitry
Saransk
2013
Talaan ng nilalaman
Pagsusuri sa panitikan 3
Mga katangian ng mga likido. Pag-igting sa ibabaw 3
Karanasan sa Plateau 6
Phenomena ng basa at hindi basa. Anggulo ng gilid. 7
Capillary phenomena sa kalikasan at teknolohiya 8
Mga daluyan ng dugo 10
Foam sa serbisyo ng tao 11
Praktikal na bahagi 11
"Pag-aaral ng mga katangian ng capillary ng iba't ibang sample ng porous na papel" 11
Mga Natuklasan at Konklusyon 13
Mga Sanggunian 13
Pagsusuri sa panitikan
Ang mga capillary phenomena ay mga pisikal na phenomena na dulot ng pag-igting sa ibabaw sa interface ng immiscible media. Ang ganitong mga phenomena ay kadalasang kinabibilangan ng mga phenomena sa likidong media na dulot ng kurbada ng kanilang ibabaw, na nasa hangganan sa isa pang likido, gas, o sarili nitong singaw.
Ang mga capillary phenomena ay sumasaklaw sa iba't ibang mga kaso ng equilibrium at paggalaw ng likidong ibabaw sa ilalim ng pagkilos ng mga intermolecular na puwersa ng interaksyon at panlabas na pwersa (pangunahin ang gravity). Sa pinakasimpleng kaso, kapag ang mga panlabas na puwersa ay wala o nabayaran, ang likidong ibabaw ay palaging hubog. Kaya, sa ilalim ng mga kondisyon ng kawalan ng timbang, ang isang limitadong dami ng likido na hindi nakikipag-ugnay sa ibang mga katawan ay tumatagal ng anyo ng isang bola sa ilalim ng impluwensya ng pag-igting sa ibabaw. Ang hugis na ito ay tumutugma sa matatag na ekwilibriyo ng likido, dahil ang globo ay may pinakamababang ibabaw para sa isang naibigay na dami at, samakatuwid, ang enerhiya sa ibabaw ng likido sa kasong ito ay minimal. Ang likido ay tumatagal ng anyo ng isang bola kahit na ito ay nasa isa pang likido na may pantay na densidad (ang pagkilos ng gravity ay binabayaran ng Archimedean buoyant force).
Ang mga katangian ng mga system na binubuo ng maraming maliliit na patak o bula (emulsions, liquid aerosols, foams) at ang mga kondisyon para sa kanilang pagbuo ay higit na tinutukoy ng curvature ng particle surface, iyon ay, sa pamamagitan ng capillary phenomena. Ang mga capillary phenomena ay may parehong mahalagang papel sa pagbuo ng isang bagong yugto: mga patak ng likido sa panahon ng paghalay ng singaw, mga bula ng singaw sa panahon ng pagkulo ng likido, at solidong bahagi ng nuclei sa panahon ng pagkikristal.
Kapag ang isang likido ay nadikit sa mga solido, ang hugis ng ibabaw nito ay lubos na naaapektuhan ng mga phenomena ng basa dahil sa pakikipag-ugnayan ng mga likido at solidong molekula.
Ang pagsipsip ng capillary ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa supply ng tubig ng mga halaman, ang paggalaw ng kahalumigmigan sa mga lupa at iba pang mga porous na katawan. Ang capillary impregnation ng iba't ibang mga materyales ay malawakang ginagamit sa mga proseso ng chemical engineering.
Ang kurbada ng libreng ibabaw ng isang likido sa ilalim ng pagkilos ng mga panlabas na puwersa ay nagiging sanhi ng pagkakaroon ng tinatawag na mga capillary waves ("ripples" sa ibabaw ng likido). Ang mga capillary phenomena sa panahon ng paggalaw ng mga likidong interface ay isinasaalang-alang ng physicochemical hydrodynamics.
Ang mga capillary phenomena ay unang natuklasan at pinag-aralan ni Leonardo da Vinci, B. Pascal (ika-17 siglo) at J. Zhuren (Dzhurin, ika-18 siglo) sa mga eksperimento sa mga tubo ng maliliit na ugat. Ang teorya ng capillary phenomena ay binuo sa mga gawa ni P. Laplace (1806), T. Young (Young, 1805), J.W. Gibbs (1875) at I.S. Gromeki (1879, 1886).
Mga katangian ng mga likido. Pag-igting sa ibabaw
Ang mga molekula ng isang sangkap sa isang likidong estado ay matatagpuan halos malapit sa isa't isa. Hindi tulad ng mga solidong mala-kristal na katawan, kung saan ang mga molekula ay bumubuo ng mga nakaayos na istruktura sa buong volume ng kristal at maaaring magsagawa ng mga thermal vibrations sa paligid ng mga nakapirming sentro, ang mga likidong molekula ay may higit na kalayaan. Ang bawat molekula ng isang likido, pati na rin sa isang solidong katawan, ay "naka-clamp" sa lahat ng panig ng mga kalapit na molekula at nagsasagawa ng mga thermal vibrations sa paligid ng isang tiyak na posisyon ng equilibrium. Gayunpaman, paminsan-minsan, ang anumang molekula ay maaaring lumipat sa isang katabing bakante. Ang ganitong mga pagtalon sa mga likido ay nangyayari nang madalas; samakatuwid, ang mga molekula ay hindi nakakabit sa ilang mga sentro, tulad ng sa mga kristal, at maaaring gumalaw sa buong dami ng likido. Ipinapaliwanag nito ang pagkalikido ng mga likido. Dahil sa malakas na pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga molekula na malapit sa pagitan, maaari silang bumuo ng mga lokal (hindi matatag) na nakaayos na mga grupo na naglalaman ng ilang mga molekula. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na short-range order (Fig. 1).
Dahil sa siksik na pag-iimpake ng mga molekula, ang compressibility ng mga likido, i.e., ang pagbabago sa dami na may pagbabago sa presyon, ay napakaliit; ito ay sampu at daan-daang libong beses na mas mababa kaysa sa mga gas.
Ang mga likido, tulad ng mga solido, ay nagbabago ng kanilang volume sa pagbabago ng temperatura. Para sa hindi masyadong malalaking saklaw ng temperatura, ang relatibong pagbabago sa volume ΔV / V 0 ay proporsyonal sa pagbabago sa temperatura ΔT:
Ang koepisyent β ay tinatawag na koepisyent ng temperatura ng pagpapalawak ng dami. Ang thermal expansion ng tubig ay may kawili-wili at mahalagang anomalya para sa buhay sa Earth. Sa temperaturang mababa sa 4°C, lumalawak ang tubig. Ang pinakamataas na density ρ in = 10 3 kg / m 3 tubig ay may temperatura na 4 ° C.
Kapag nag-freeze ang tubig, lumalawak ito, kaya nananatiling lumulutang ang yelo sa ibabaw ng nagyeyelong katawan ng tubig. Ang temperatura ng nagyeyelong tubig sa ilalim ng yelo ay 0°C. Sa mas siksik na mga layer ng tubig, malapit sa ilalim ng reservoir, ang temperatura ay humigit-kumulang 4 °C. Dahil dito, maaaring umiral ang buhay sa tubig ng mga nagyeyelong reservoir.
Ang pinaka-kagiliw-giliw na tampok ng mga likido ay ang pagkakaroon ng isang libreng ibabaw. Ang likido, hindi tulad ng mga gas, ay hindi pinupuno ang buong dami ng sisidlan kung saan ito ibinuhos. Ang isang interface ay nabuo sa pagitan ng likido at ng gas (o singaw), na nasa mga espesyal na kondisyon kumpara sa natitirang bahagi ng masa ng likido. Ang mga molekula sa boundary layer ng isang likido, sa kaibahan sa mga molekula sa lalim nito, ay hindi napapalibutan ng iba pang mga molekula ng parehong likido mula sa lahat ng panig. Ang mga puwersa ng intermolecular na interaksyon na kumikilos sa isa sa mga molekula sa loob ng likido mula sa mga kalapit na molekula ay, sa karaniwan, kapwa nabayaran. Anumang molekula sa boundary layer ay naaakit ng mga molekula sa loob ng likido (ang mga puwersang kumikilos sa isang partikular na molekula ng likido mula sa mga molekula ng gas (o singaw) ay maaaring mapabayaan). Bilang resulta, lumilitaw ang ilang resultang puwersa, na nakadirekta nang malalim sa likido (Larawan 2)
Fig.2
Kung ang molekula ay gumagalaw mula sa ibabaw patungo sa likido, ang mga puwersa ng intermolecular na pakikipag-ugnayan ay gagawa ng positibong gawain. Sa kabaligtaran, upang hilahin ang isang tiyak na bilang ng mga molekula mula sa lalim ng likido hanggang sa ibabaw (i.e., upang madagdagan ang lugar ng ibabaw ng likido), kinakailangan na gugulin ang positibong gawain ng mga panlabas na puwersa ΔA ext , proporsyonal sa pagbabago ΔS ng ibabaw na lugar:
ΔA panlabas = σΔS.
Ang coefficient σ ay tinatawag na coefficient ng surface tension (σ > 0). Kaya, ang koepisyent ng pag-igting sa ibabaw ay katumbas ng trabaho na kinakailangan upang madagdagan ang ibabaw na lugar ng isang likido sa isang pare-parehong temperatura ng isang yunit.
Sa SI, ang koepisyent ng pag-igting sa ibabaw ay sinusukat sa joules bawat metro kuwadrado (J / m 2) o sa mga newton bawat metro (1 N / m \u003d 1 J / m 2).
Dahil dito, ang mga molekula ng ibabaw na layer ng likido ay may labis na potensyal na enerhiya kumpara sa mga molekula sa loob ng likido. Ang potensyal na enerhiya E p ng likidong ibabaw ay proporsyonal sa lugar nito:
E p = A panlabas = σS.
Ito ay kilala mula sa mekanika na ang mga estado ng ekwilibriyo ng isang sistema ay tumutugma sa pinakamababang halaga ng potensyal na enerhiya nito. Ito ay sumusunod na ang libreng ibabaw ng likido ay may posibilidad na bawasan ang lugar nito. Para sa kadahilanang ito, ang isang libreng patak ng likido ay nagiging spherical na hugis (Larawan 3)
. 
Fig.3
Ang likido ay kumikilos na parang ang mga puwersa ay kumikilos nang magkadikit sa ibabaw nito, na nagpapababa (nagkontrata) sa ibabaw na ito. Ang mga puwersang ito ay tinatawag na mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw.
Ang pagkakaroon ng mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw ay ginagawang ang likidong ibabaw ay parang isang nababanat na nakaunat na pelikula, na may pagkakaiba lamang na ang mga nababanat na puwersa sa pelikula ay nakasalalay sa lugar ng ibabaw nito (ibig sabihin, kung paano nababago ang anyo ng pelikula), at ang mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw. hindi nakasalalay sa mga likido sa ibabaw na lugar.
Dahil ang anumang sistema ay kusang pumapasok sa isang estado kung saan ang potensyal na enerhiya nito ay minimal, ang likido ay dapat na kusang pumasa sa isang estado kung saan ang libreng lugar sa ibabaw nito ay may pinakamaliit na halaga. Ito ay maipapakita gamit ang sumusunod na eksperimento.
Sa isang wire na baluktot sa anyo ng letrang P, ang isang movable cross member ay pinalakas (Larawan 4). Ang frame na nakuha sa ganitong paraan ay hinihigpitan ng isang sabon na pelikula, na binababa ang frame sa isang solusyon ng sabon. Matapos alisin ang frame mula sa solusyon, ang crossbar ay gumagalaw paitaas, ibig sabihin, ang mga puwersa ng molekular ay talagang binabawasan ang libreng lugar sa ibabaw ng likido. 
Fig.4
Dahil ang isang bola ay may pinakamaliit na lugar sa ibabaw para sa parehong volume, ang likido sa isang estado ng walang timbang ay tumatagal ng anyo ng isang bola. Para sa parehong dahilan, ang maliliit na patak ng likido ay spherical sa hugis. Ang hugis ng mga pelikulang sabon sa iba't ibang mga balangkas ay palaging tumutugma sa pinakamaliit na libreng lugar sa ibabaw ng likido.
Karanasan sa Plateau
Ang natural na hugis ng anumang likido ay isang globo. Kadalasan, pinipigilan ng gravity ang likido mula sa pagkuha ng hugis na ito, at ang likido ay maaaring kumakalat sa isang manipis na layer kung walang sisidlan, o kung hindi man ay magiging anyo ng isang sisidlan. Dahil nasa loob ng isa pang likido na may parehong density, ang likido ay nagiging natural, spherical na hugis. 
Fig.5
Ang langis ng oliba ay lumulutang sa tubig ngunit lumulubog sa alkohol. Maaari kang maghanda ng pinaghalong tubig at alkohol kung saan ang langis ay nasa equilibrium. Ipasok natin ang isang maliit na langis ng oliba sa pinaghalong ito gamit ang isang glass tube o syringe: ang langis ay magtitipon sa isang spherical drop, na hindi gumagalaw sa likido. Kung papasa ka ng wire sa gitna ng oil ball at paikutin ito, ang oil ball ay magsisimulang mag-flatten, at pagkatapos, pagkaraan ng ilang segundo, isang singsing ng maliliit na spherical oil droplets ang humihiwalay dito. Ang eksperimentong ito ay unang ginawa ng Belgian physicist Plateau.
Sa isang napakalaking sukat, ang gayong kababalaghan ay maaaring maobserbahan sa ating Sun star at higanteng mga planeta. Ang mga celestial na katawan na ito ay umiikot sa kanilang axis nang napakabilis. Bilang resulta ng pag-ikot na ito, ang mga katawan ay napakalakas na naka-compress sa mga poste.
Fig.6
Phenomena ng basa at hindi basa. Anggulo ng gilid.
Ang basa at hindi basa - ang mga capillary phenomena ay laganap sa kalikasan at teknolohiya. Ang mga ito ay mahalaga kapwa sa pang-araw-araw na buhay at para sa paglutas ng pinakamahalagang pang-agham at teknikal na mga problema. Ang kaalaman sa mga isyung ito ay nagpapahintulot sa iyo na sagutin ang maraming tanong. Halimbawa, ang mga capillary phenomena ay nagpapahintulot sa mga sustansya at halumigmig na masipsip mula sa lupa ng root system ng mga halaman, na ang sirkulasyon ng dugo sa mga buhay na organismo ay batay sa capillary phenomenon, kung ano ang flotation at kung saan ito natagpuan ang aplikasyon, kung bakit ang ilang mga solido ay mahusay na nabasa ng likido, ang iba ay masama, atbp.
Kung ibababa mo ang isang glass rod sa mercury at pagkatapos ay ilabas ito, walang mercury dito. Kung ang stick na ito ay ibinaba sa tubig, pagkatapos ay pagkatapos ng paghila, isang patak ng tubig ay mananatili sa dulo nito. Ipinapakita ng karanasang ito na ang mga molekula ng mercury ay naaakit sa isa't isa nang mas malakas kaysa sa mga molekula ng salamin, at ang mga molekula ng tubig ay naaakit sa isa't isa nang mas mahina kaysa sa mga molekula ng salamin.
Kung ang mga molekula ng isang likido ay naaakit sa isa't isa nang mas mahina kaysa sa mga molekula ng isang solid, kung gayon ang likido ay tinatawag na basa sangkap na ito. Halimbawa, binabasa ng tubig ang malinis na salamin at hindi binabasa ang paraffin. Kung ang mga molekula ng isang likido ay naaakit sa isa't isa nang mas malakas kaysa sa mga molekula ng isang solid, kung gayon ang likido ay tinatawag na hindi basa ang sangkap na ito. Ang Mercury ay hindi nagbabasa ng salamin, ngunit ito ay nagbabasa ng purong tanso at sink.
Maglagay tayo ng pahalang na patag na plato ng ilang solidong substansiya at ihulog ang pansubok na likido dito. Pagkatapos ang drop ay matatagpuan alinman tulad ng ipinapakita sa Fig. 7( a), o tulad ng ipinapakita sa Fig. 7( b).
a) b)
Fig.7.
Sa unang kaso, binabasa ng likido ang solid, habang sa pangalawa ay hindi. Ang anggulo θ na minarkahan sa Fig. 5 ay tinatawag anggulo ng contact. Ang anggulo ng contact ay nabuo sa pamamagitan ng isang patag na ibabaw ng isang solidong katawan at isang eroplanong padaplis sa libreng ibabaw ng likido, kung saan ang solidong katawan, likido at gas na hangganan; palaging may likido sa loob ng contact angle. Para sa mga likidong basa, ang anggulo ng pakikipag-ugnay ay talamak, at para sa mga likidong hindi basa, ito ay malabo. Upang ang pagkilos ng gravity ay hindi masira ang anggulo ng contact, ang drop ay dapat kunin nang maliit hangga't maaari.
Dahil ang contact angle θ ay napanatili sa patayong posisyon ng solid surface, ang basang likido sa mga gilid ng sisidlan kung saan ito ibinuhos ay tumataas, at ang hindi basang likido ay bumababa.
Sa kumpletong basa, θ = 0, cos θ = 1. 
Fig.8
Capillary phenomena sa kalikasan at teknolohiya
Ang pagtaas ng likido sa capillary ay nagpapatuloy hanggang sa ang puwersa ng gravity na kumikilos sa likidong column sa capillary ay maging pantay sa modulus sa nagreresultang F n ng mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw na kumikilos kasama ang hangganan ng kontak sa pagitan ng likido at ng ibabaw ng maliliit na ugat: F t = F n, kung saan F t = mg = ρhπr 2 g, F n = σ2πr cos θ.
Ito ay nagpapahiwatig:
Ang kurbada ng likidong ibabaw sa makitid na mga tubo ay humahantong sa isang maliwanag na paglabag sa batas ng pakikipag-usap sa mga sisidlan.
Makikita sa formula na ang taas h mas malaki, mas maliit ang panloob na radius ng tubo r. Ang pagtaas ng tubig ay may makabuluhang halaga sa mga tubo, ang panloob na diameter nito ay katumbas ng diameter ng isang buhok (o mas mababa pa); samakatuwid, ang mga naturang tubo ay tinatawag na mga capillary (mula sa Griyego na "capillaris" - buhok, manipis). Ang basang likido sa mga capillary ay tumataas (Larawan 9, a), at ang hindi basang likido ay bumaba (Larawan 9, b).
Fig.9
Ang mga capillary phenomena ay maaaring maobserbahan hindi lamang sa mga tubo, kundi pati na rin sa makitid na mga slits. Kung ibababa mo ang dalawang basong plato sa tubig upang magkaroon ng makitid na agwat sa pagitan nila, kung gayon ang tubig sa pagitan ng mga plato ay tataas, at mas mataas ang mas malapit sa kanila. Ang mga capillary phenomena ay may mahalagang papel sa kalikasan at teknolohiya. Maraming maliliit na capillary ang matatagpuan sa mga halaman. Sa mga puno, ang kahalumigmigan mula sa lupa ay tumataas sa pamamagitan ng mga capillary hanggang sa tuktok ng mga puno, kung saan ito ay sumingaw sa pamamagitan ng mga dahon patungo sa atmospera. May mga capillary sa lupa, na mas makitid, mas siksik ang lupa. Ang tubig sa pamamagitan ng mga capillary na ito ay tumataas sa ibabaw at mabilis na sumingaw, at ang lupa ay nagiging tuyo. Ang pag-aararo sa unang bahagi ng tagsibol ay sumisira sa mga capillary, ibig sabihin, nagpapanatili ng kahalumigmigan sa ilalim ng lupa at nagpapataas ng ani.
Sa teknolohiya, ang mga capillary phenomena ay may malaking kahalagahan, halimbawa, sa mga proseso ng pagpapatayo ng mga capillary-porous na katawan, atbp. Ang mga capillary phenomena ay may malaking kahalagahan sa negosyo ng konstruksiyon. Halimbawa, upang ang isang brick wall ay hindi mamasa, isang gasket ay ginawa sa pagitan ng pundasyon ng bahay at ng dingding mula sa isang sangkap kung saan walang mga capillary. Sa industriya ng papel, kailangang isaalang-alang ang capillarity kapag gumagawa ng iba't ibang grado ng papel. Halimbawa, sa paggawa ng pagsulat ng papel, ito ay pinapagbinhi ng isang espesyal na tambalan na bumabara sa mga capillary. Sa pang-araw-araw na buhay, ang mga capillary phenomena ay ginagamit sa mga wick, sa blotting paper, sa mga panulat para sa pagbibigay ng tinta, atbp.
Karamihan sa mga tisyu ng halaman at hayop ay natatakpan ng napakalaking bilang ng mga capillary vessel. Nasa mga capillary na ang mga pangunahing proseso na nauugnay sa paghinga at nutrisyon ng katawan ay nagaganap, ang lahat ng pinaka kumplikadong kimika ng buhay ay malapit na nauugnay sa pagsasabog phenomena. Ang mga puno ng puno, sanga at tangkay ng mga halaman ay natagos ng isang malaking bilang ng mga capillary tubes, kung saan ang mga sustansya ay tumaas sa pinakatuktok na mga dahon. Ang root system ng mga halaman ay nagtatapos sa thinnest filament-capillary. At ang lupa mismo, isang mapagkukunan ng nutrisyon para sa ugat, ay maaaring kinakatawan bilang isang hanay ng mga capillary tubes, kung saan, depende sa istraktura at pagproseso, ang tubig na may mga sangkap na natunaw dito ay tumataas nang mas mabilis o mas mabagal sa ibabaw. Ang taas ng pagtaas ng likido sa mga capillary ay mas malaki, mas maliit ang diameter nito. Mula dito ay malinaw na upang mapanatili ang kahalumigmigan, kinakailangan upang maghukay ng lupa, at upang maubos ito, kinakailangan upang i-compact ito.
Iba-iba ang papel ng surface phenomena sa kalikasan. Halimbawa, ang surface film ng tubig ay isang suporta para sa maraming organismo kapag gumagalaw. Ang paraan ng paggalaw na ito ay matatagpuan sa maliliit na insekto at arachnid. Ang pinakakilalang water strider ay nakasalalay lamang sa tubig kasama ang mga dulong bahagi ng malawak na pagitan ng mga binti. Ang paa, na natatakpan ng waxy coating, ay hindi nabasa ng tubig, ang ibabaw na layer ng tubig ay lumubog sa ilalim ng presyon ng paa, na bumubuo ng isang maliit na depresyon. Ang ilang mga species ng coastal spider ay gumagalaw sa isang katulad na paraan, ngunit ang kanilang mga binti ay hindi parallel sa ibabaw ng tubig, tulad ng sa water striders, ngunit sa tamang mga anggulo dito. 
Ang ilang mga hayop na nabubuhay sa tubig, ngunit walang hasang, ay sinuspinde mula sa ibaba hanggang sa ibabaw na pelikula ng tubig sa tulong ng mga bristles na hindi nababasa na nakapalibot sa kanilang mga organ sa paghinga. Ang pamamaraan na ito ay ginagamit ng mga uod ng lamok (kabilang ang mga malarial).
Ang mga balahibo at pababa ng mga waterfowl ay palaging masaganang pinahiran ng matatabang pagtatago ng mga espesyal na glandula, na nagpapaliwanag ng kanilang impermeability. Ang isang makapal na layer ng hangin na nakapaloob sa pagitan ng mga balahibo ng isang pato at hindi inilipat ng tubig ay hindi lamang pinoprotektahan ang pato mula sa pagkawala ng init, ngunit din lubos na pinatataas ang buoyancy margin, na kumikilos tulad ng isang life belt.
Ang waxy coating sa mga dahon ay pumipigil sa pagbaha ng tinatawag na stomata, na maaaring humantong sa isang paglabag sa tamang paghinga ng mga halaman. Ang pagkakaroon ng parehong wax coating ay nagpapaliwanag sa water resistance ng isang bubong na pawid, haystack, atbp.
Ang pangunahing organ na kumukonsumo ng kahalumigmigan, kung saan ang tubig ay patuloy na kailangan, kabilang ang para sa photosynthesis, ay isang dahon na matatagpuan malayo sa ugat. Bilang karagdagan, ang dahon ay napapalibutan ng hangin, na kadalasang "nag-aalis" ng tubig mula dito upang "mababad" ng singaw ng tubig. Ang isang pagkakasalungatan ay lumitaw: ang dahon ay patuloy na nangangailangan ng tubig, ngunit ito ay nawawala ito sa lahat ng oras, at ang ugat ay patuloy na may labis na tubig, kahit na hindi ito tutol sa pag-alis nito. Ang solusyon sa problemang ito ay halata: kailangan mong magbomba ng labis na tubig mula sa ugat hanggang sa mga dahon. Ang papel ng naturang sistema ng supply ng tubig ay kinuha ng tangkay. Naghahatid ito ng tubig sa mga dahon sa pamamagitan ng mga espesyal na tubo - mga capillary. Sa angiosperms, ang mga ito ay ang pinaka-perpekto at mahaba (sa paglago ng halaman mismo) guwang na mga sisidlan, ang mga dingding nito ay may linya na may selulusa at lignin. Ang sistema ng naturang mga conductive vessel ay tinatawag na xylem (mula sa Greek xylon - kahoy, kahoy na bloke).
Kung sa lumen ng mga sisidlan ng root xylem, ang mga mineral na sangkap ay puro na ang ugat ay nasisipsip mula sa lupa, ang tubig ay dumadaloy sa xylem mula sa nakapalibot na mga selula ng ugat sa pamamagitan ng mekanismo ng osmosis.
Ang mekanismo ng "water pump" ay binubuo ng dalawang osmotic pump at ang mga puwersa ng capillary ng mga pader ng sisidlan.
Mga daluyan ng dugo
Ang buong katawan ay tinusok ng mga daluyan ng dugo. Magkaiba sila sa istraktura. Ang mga arterya ay ang mga daluyan na nagdadala ng dugo palayo sa puso. Mayroon silang siksik na nababanat na nababanat na mga pader, na kinabibilangan ng mga makinis na kalamnan. Habang kumukontra ang puso, naglalabas ito ng dugo sa ilalim ng mataas na presyon sa arterya. Dahil sa density at pagkalastiko ng mga dingding ng arterya ay makatiis sa presyon at kahabaan na ito.
Nagsasanga ang malalaking arterya habang lumalayo sila sa puso. Ang pinakamaliit na arterya ay nabubuwag sa pinakamanipis na mga capillary. Ang kanilang mga pader ay nabuo sa pamamagitan ng isang solong layer ng mga flat cell. Sa pamamagitan ng mga dingding ng mga capillary, ang mga sangkap na natunaw sa plasma ng dugo ay pumasa sa likido ng tisyu, at mula dito ay pumapasok sa mga selula. Ang mga basurang produkto ng mga selula ay tumagos sa mga dingding ng mga capillary mula sa tissue fluid papunta sa dugo. Mayroong humigit-kumulang 150 bilyong capillary sa katawan ng tao. Kung ang lahat ng mga capillary ay iguguhit sa isang linya, maaari nitong palibutan ang globo sa kahabaan ng ekwador ng dalawa at kalahating beses. Ang dugo mula sa mga capillary ay nangongolekta sa mga ugat - ang mga daluyan kung saan ang dugo ay gumagalaw sa puso. Ang presyon sa mga ugat ay maliit, ang kanilang mga dingding ay mas manipis kaysa sa mga dingding ng mga ugat.
Foam sa paglilingkod sa tao
Ito ay hindi isang teorya na humantong sa mismong ideya ng lutang, ngunit isang maingat na pagmamasid sa isang random na katotohanan. Sa pagtatapos ng siglo XIX. Ang Amerikanong guro na si Curry Everson, na naghuhugas ng mamantika na mga bag kung saan nakaimbak ang tansong pyrite, ay nagbigay-pansin sa katotohanan na ang mga butil ng pyrite ay lumulutang na may mga sabon. Ito ang naging impetus para sa pagbuo ng paraan ng flotation. Ang paraang ito ay malawakang ginagamit sa industriya ng pagmimina at metalurhiko para sa ore dressing, i. upang madagdagan ang kamag-anak na nilalaman ng mga mahahalagang bahagi sa kanila. Ang kakanyahan ng lutang ay ang mga sumusunod. Ang pinong giniling na ore ay inilalagay sa isang vat ng tubig at mamantika na mga sangkap, na kayang bumalot sa mga particle ng isang kapaki-pakinabang na mineral na may pinakamanipis na pelikula na hindi nabasa ng tubig. Ang halo ay masiglang halo-halong may hangin, upang maraming maliliit na bula ang nabuo - foam. Kasabay nito, ang mga particle ng isang kapaki-pakinabang na mineral, na nakasuot ng manipis na madulas na pelikula, kapag nakikipag-ugnay sa shell ng bula ng hangin, dumikit dito, nakabitin sa bula at dinadala dito, tulad ng sa isang lobo. Ang mga particle ng basurang bato, na hindi nababalot ng mamantika na sangkap, ay hindi dumidikit sa shell at nananatili sa likido. Bilang resulta, halos lahat ng kapaki-pakinabang na mga particle ng mineral ay napupunta sa foam sa ibabaw ng likido. Ang foam ay tinanggal at ipinadala para sa karagdagang pagproseso - upang makuha ang tinatawag na concentrate .
Ang pamamaraan ng flotation ay nagbibigay-daan, na may tamang pagpili ng mga pinaghalong likido, na paghiwalayin ang kinakailangang kapaki-pakinabang na mineral mula sa basurang bato ng anumang komposisyon.
Praktikal na bahagi
"Pag-aaral ng mga katangian ng capillary ng iba't ibang mga sample ng porous na papel"
Layunin: upang pag-aralan ang mga katangian ng capillary ng iba't ibang mga sample ng porous na papel (halimbawa, mga napkin ng papel mula sa iba't ibang mga tagagawa).
Mga aparato at materyales: mga sample ng papel, distilled water, ruler, paliguan.
Paraan ng pagpapatupad:
|
Pangalan ng tagagawa |
|
|
Tinantyang capillary radius, 10 -5 m |
|
|
|
2,25 2,3 |
2,25 |
0,6621 |
4 |
|
LLC "BRIZ", Novorossiysk |
1,8 1,75 |
1,78 |
0,837 |
3 |
|
|
1,3 1,25 |
1,32 |
1,1286 |
2 |
|
|
2,5 2,1 |
2,26 |
0,6592 |
4 |
Inulit ko ang eksperimento, pinapalitan ang tubig ng gatas.
Gatas 2.5%;
Sa mga kalkulasyon ginamit ko ang sumusunod na mga halaga ng tabular:
- density ng gatas (1.03x10 3 kg / m 3);
- pag-igting sa ibabaw (para sa gatas sa hangganan na may hangin = 46x10 -3 N/m)
|
Pangalan ng tagagawa |
Liquid lifting taas, 10 -2 m |
Ang average na halaga ng taas ng pagtaas ng likido, 10 -2 m |
Tinatayang radius ng capillary, 10 -3 m |
Pagsusuri ng kalidad ng moisture absorption ayon sa isang 4-point system |
|
OOO Russian Paper LAHAT ng Produkto, Bryansk |
1,1 1,1 |
1,09 |
0,836 |
4 |
|
LLC "BRIZ", Novorossiysk |
0,8 0,55 |
0,64 |
1,424 |
3 |
|
LLC Bagong Teknolohiya, Krasnodar |
0,3 0,38 |
0,31 |
2,94 |
2 |
|
IP Kitaikin A.B. Novoshakhtinsk, rehiyon ng Rostov |
0,98 1,0 |
0,97 |
0,94 |
4 |
Mga Natuklasan at Konklusyon
Bilang resulta ng gawaing isinagawa, nakuha ang isang layunin na pagtatasa ng kalidad ng mga napkin ng papel mula sa iba't ibang mga tagagawa.
Ang pinakamahusay na mga resulta ay ipinakita ng mga sample ng mga sumusunod na tagagawa: LLC Russian Paper ALL Products, Bryansk at IP Kitaikin A.B. Novoshakhtinsk, rehiyon ng Rostov
Ang pinakamasama ay ang mga napkin ng New Technologies LLC, Krasnodar, na ginawa para sa Magnit chain ng mga tindahan.
Ang pinakamahusay na mga napkin ay maaaring irekomenda para gamitin sa silid-kainan ng Lyceum No. 43.
Listahan ng bibliograpiya
Pisikal na encyclopedia. http://enc-dic.com/enc_physics/Kapilljarne-javlenija-911.html
Mga katangian ng mga likido http://physics.kgsu.ru/index.php?option=com_content&view=article&id=161&Itemid=72#q3
capillary phenomena. http://seaniv2006.narod.ru/1191.html (03.12.12)
Mga phenomena ng capillary, mga phenomena sa ibabaw sa hangganan ng isang likido na may isa pang daluyan, na nauugnay sa kurbada ng ibabaw nito. Ang kurbada ng likidong ibabaw sa hangganan na may bahagi ng gas ay nangyayari bilang isang resulta ng pagkilos ng pag-igting sa ibabaw ng likido, na may posibilidad na bawasan ang interface at bigyan ang limitadong dami ng likido sa hugis ng isang globo. Dahil ang globo ay may pinakamababang lugar sa ibabaw para sa isang naibigay na dami, ang hugis na ito ay tumutugma sa pinakamababang enerhiya sa ibabaw ng likido, i.e. ang stable equilibrium state nito. Sa kaso ng sapat na malalaking masa ng likido, ang epekto ng pag-igting sa ibabaw ay binabayaran ng gravity, kaya ang isang mababang-lagkit na likido ay mabilis na nagkakaroon ng anyo ng isang sisidlan kung saan ito ibinubuhos, at ito ay libre. ang ibabaw ay lumilitaw na halos patag.
Sa kawalan ng gravity o sa kaso ng napakaliit na masa, ang likido ay palaging tumatagal sa isang spherical na hugis (drop), ang kurbada ng ibabaw na tumutukoy sa maraming mga kadahilanan. katangian ng isang sangkap. Samakatuwid, ang mga capillary phenomena ay binibigkas at gumaganap ng isang makabuluhang papel sa ilalim ng mga kondisyon ng kawalan ng timbang, sa panahon ng pagdurog ng isang likido sa isang gas na daluyan (o pag-spray ng gas sa isang likido) at ang pagbuo ng mga sistema na binubuo ng maraming mga patak o mga bula (emulsion, aerosol). , foams), sa panahon ng paglitaw ng isang bagong yugto ng mga droplet ng likido sa panahon ng paghalay ng mga singaw, mga bula ng singaw sa panahon ng kumukulo, pagkikristal ng nuclei. Kapag ang isang likido ay dumating sa contact na may condensed katawan (isa pang likido o isang solid), ang curvature ng interface ay nangyayari bilang isang resulta ng pagkilos ng interfacial tension.
Sa kaso ng basa, halimbawa, kapag ang isang likido ay nadikit sa isang solidong dingding ng isang sisidlan, ang mga kaakit-akit na puwersa na kumikilos sa pagitan ng mga molekula ng solid at ang likido ay nagiging sanhi ng pagtaas nito sa dingding ng sisidlan, bilang isang resulta kung saan ang seksyon ng likidong ibabaw na katabi ng dingding ay may malukong na hugis. Sa makitid na mga channel, halimbawa, cylindrical capillaries, isang malukong meniscus ay nabuo - isang ganap na curved likido ibabaw (Larawan 1).
kanin. 1. Pagtaas ng capillary h likidong basa sa mga dingding ng isang capillary ng radius r; q - contact angle ng basa.
presyon ng capillary.
Dahil ang mga puwersa ng ibabaw (interfacial) na pag-igting ay nakadirekta nang tangential sa ibabaw ng likido, ang kurbada ng huli ay humahantong sa hitsura ng isang bahagi na nakadirekta sa loob ng dami ng likido. Bilang isang resulta, ang presyon ng capillary ay lumitaw, ang halaga kung saan ang Dp ay nauugnay sa average na radius ng curvature ng ibabaw r 0 ng Laplace equation:
Dp = p 1 - p 2 \u003d 2s 12 / r 0, (1)
kung saan ang p 1 at p 2 - presyon sa likido 1 at kalapit na yugto 2 (gas o likido), s 12 - pag-igting sa ibabaw (interfacial).
Kung ang ibabaw ng likido ay malukong (r 0< 0), давление в ней оказывается пониженным по сравнению с давлением в соседней фазе p 1 < р 2 и Dp < 0. Для выпуклых поверхностей (r 0 >0) ang tanda ng Dp ay baligtad. Ang negatibong presyon ng capillary na nangyayari kapag ang mga dingding ng capillary ay nabasa ng likido ay humahantong sa katotohanan na ang likido ay sisipsipin sa capillary hanggang sa bigat ng taas ng likidong haligi. h hindi balansehin ang pagbaba ng presyon Dp. Sa isang estado ng equilibrium, ang taas ng pagtaas ng capillary ay tinutukoy ng formula ng Jurin:
kung saan ang r 1 at r 2 ay ang mga densidad ng likido 1 at medium 2, ang g ay ang acceleration ng gravity, ang r ay ang radius ng capillary, q ang anggulo ng basa. Para sa mga likidong hindi bumabasa sa mga pader ng capillary, cos q< 0, что приводит к опусканию жидкости в капилляре ниже уровня плоской поверхности (h < 0).
Mula sa expression (2) ay sumusunod sa kahulugan ng capillary constant ng likido a= 1/2 . Ito ay may sukat ng haba at nagpapakilala sa linear na laki Z[a, kung saan nagiging makabuluhan ang mga capillary phenomena Kaya, para sa tubig sa 20 ° C a = 0.38 cm Sa mahinang gravity (g: 0), ang halaga a nadadagdagan. Sa lugar ng pakikipag-ugnay sa particle, ang condensation ng capillary ay humahantong sa pag-urong ng mga particle sa ilalim ng pagkilos ng pinababang presyon Dp< 0.
Equation ni Kelvin.
Ang kurbada ng likidong ibabaw ay humahantong sa pagbabago sa equilibrium vapor pressure sa itaas nito R kumpara sa saturated steam pressure ps sa ibabaw ng patag na ibabaw sa parehong temperatura T. Ang mga pagbabagong ito ay inilalarawan ng Kelvin equation:
kung saan ang molar volume ng likido, R ay ang gas constant. Ang pagbaba o pagtaas ng presyon ng singaw ay nakasalalay sa tanda ng kurbada ng ibabaw: sa ibabaw ng matambok na ibabaw (r 0 > 0) p > p s ; higit sa malukong (r 0< 0) R< р s . . Kaya, sa itaas ng mga patak, ang presyon ng singaw ay nadagdagan; sa mga bula, sa kabaligtaran, ito ay ibinababa.
Batay sa equation ng Kelvin, ang pagpuno ng mga capillary o porous na katawan ay kinakalkula sa capillary condensation. Dahil ang mga halaga R ay naiiba para sa mga particle na may iba't ibang laki o para sa mga lugar sa ibabaw na may mga depression at protrusions, tinutukoy din ng equation (3) ang direksyon ng paglipat ng bagay sa proseso ng paglipat ng system sa estado ng equilibrium. Ito ay humahantong, lalo na, sa katotohanan na ang medyo malalaking patak o mga partikulo ay lumalaki dahil sa pagsingaw (paglusaw) ng mga mas maliliit, at ang mga iregularidad sa ibabaw ng mga di-kristal na katawan ay pinapakinis dahil sa paglusaw ng mga protrusions at ang pagpapagaling ng mga depresyon. . Ang mga kapansin-pansing pagkakaiba sa presyon ng singaw at solubility ay nangyayari lamang sa sapat na maliit na r 0 (para sa tubig, halimbawa, sa r 0. Samakatuwid, ang Kelvin equation ay kadalasang ginagamit upang makilala ang estado ng mga koloidal system at porous na katawan at mga proseso sa kanila.
kanin. 2. Pag-aalis ng likido ayon sa haba l sa isang maliliit na ugat ng radius r; q - anggulo ng contact.
capillary impregnation.
Ang pagbaba ng presyon sa ilalim ng malukong menisci ay isa sa mga dahilan para sa paggalaw ng maliliit na ugat ng likido patungo sa menisci na may mas maliit na radius ng curvature. Ang isang partikular na kaso nito ay ang impregnation ng mga porous na katawan - ang kusang pagsipsip ng mga likido sa lyophilic pores at capillaries (Fig. 2). Bilis v ang paggalaw ng meniscus sa isang pahalang na matatagpuan na capillary (o sa isang napakanipis na vertical na capillary, kapag ang impluwensya ng gravity ay maliit) ay tinutukoy ng Poiseuille equation:
saan l ay ang haba ng hinihigop na seksyon ng likido, h ang lagkit nito, ang Dp ay ang pagbaba ng presyon sa seksyon l, katumbas ng presyon ng capillary ng meniskus: Dp = - 2s 12 cos q/r. Kung ang contact angle q ay hindi nakadepende sa bilis v, posibleng kalkulahin ang dami ng hinihigop na likido sa panahon t mula sa ratio:
l(t) = (rts 12 cos q/2h) l/2 . (5)
Kung ang q ay isang function v, pagkatapos l at v nauugnay sa mas kumplikadong mga relasyon.
Ang mga equation (4) at (5) ay ginagamit upang kalkulahin ang rate ng impregnation kapag tinatrato ang kahoy na may antiseptics, pagtitina ng mga tela, paglalagay ng mga catalyst sa mga porous carrier, leaching at diffusion extraction ng mahahalagang bahagi ng bato, atbp. Upang mapabilis ang impregnation, ang mga surfactant ay madalas ginagamit na nagpapabuti sa basa sa pamamagitan ng pagbabawas ng anggulo ng contact q. Ang isa sa mga opsyon para sa capillary impregnation ay ang pag-aalis ng isang likido mula sa isang porous na daluyan ng isa pa, na hindi humahalo sa una at mas mahusay na basa sa ibabaw ng mga pores. Ito ang batayan, halimbawa, ng mga pamamaraan para sa pagkuha ng natitirang langis mula sa mga reservoir na may tubig na solusyon ng mga surfactant, at mga pamamaraan ng mercury porosimetry. Ang pagsipsip ng mga capillary ng mga solusyon sa mga pores at pag-aalis ng mga hindi mapaghalo na likido mula sa mga pores, na sinamahan ng adsorption at diffusion ng mga bahagi, ay isinasaalang-alang ng physicochemical hydrodynamics.
Bilang karagdagan sa inilarawan na mga estado ng equilibrium ng isang likido at ang paggalaw nito sa mga pores at mga capillary, ang mga estado ng equilibrium ng napakaliit na volume ng isang likido, sa partikular, ang mga manipis na layer at mga pelikula, ay tinutukoy din bilang mga capillary phenomena. Ang mga capillary phenomena na ito ay madalas na tinutukoy bilang type II capillary phenomena. Ang mga ito ay nailalarawan, halimbawa, sa pamamagitan ng pag-asa ng pag-igting sa ibabaw ng likido sa radius ng mga patak at sa pamamagitan ng linear na pag-igting. Ang mga capillary phenomena ay unang pinag-aralan ni Leonardo da Vinci (1561), B. Pascal (17th century), at J. Jurin (18th century) sa mga eksperimento sa mga capillary tubes. Ang teorya ng capillary phenomena ay binuo sa mga gawa ng P. Laplace (1806), T. Jung (1804), A. Yu. Davydov (1851), J. W. Gibbs (1876), I. S. Gromeka (1879, 1886). Ang simula ng pag-unlad ng teorya ng mga capillary phenomena ng pangalawang uri ay inilatag ng mga gawa ni B. V. Deryagin at L. M. Shcherbakov.
CAPILLARY PHENOMENA- isang hanay ng mga kababalaghan na sanhi ng pagkilos ng pag-igting sa ibabaw ng interface sa interface ng hindi mapaghalo na media; kay K. i. kadalasang kinabibilangan ng mga phenomena sa mga likido na dulot ng kurbada ng kanilang ibabaw, na malapit sa isa pang likido, gas, o tamang. lantsa. K. Ya. ay isang espesyal na kaso ng surface phenomena. Sa kawalan ng isang likido, ang ibabaw ay palaging hubog. Sa ilalim ng impluwensya, ang isang limitadong dami ng likido ay may posibilidad na kumuha ng anyo ng isang bola, ibig sabihin, upang sakupin ang isang volume na may min. ibabaw. Malaking pagbabago sa larawan ang mga puwersa ng gravity. Ang isang likido na may medyo mababang lagkit ay mabilis na kumukuha ng anyo ng isang sisidlan, kung saan ito ibinubuhos, at ang libreng ibabaw nito (hindi katabi ng mga dingding ng sisidlan) sa kaso ng sapat na malalaking masa ng likido at isang malaking lugar ng ang libreng ibabaw ay halos patag. Gayunpaman, habang bumababa ang masa ng likido, ang papel ng pag-igting sa ibabaw ay nagiging mas makabuluhan kaysa sa puwersa ng grabidad. Kaya, halimbawa, kapag ang pagdurog ng isang likido sa isang gas (o isang gas sa isang likido), ang mga droplet (mga bula) na spherical ay nabuo. mga form. Ang mga katangian ng mga system na naglalaman ng isang malaking bilang ng mga patak o mga bula (emulsions, liquid aerosol, foams) at ang mga kondisyon para sa kanilang pagbuo ay higit na tinutukoy ng curvature ng ibabaw ng mga formations na ito, iyon ay, K. I. Ang malaking papel ng K. I. Naglalaro din sila sa nucleation sa panahon ng vapor condensation, liquid boiling, at crystallization. Ang kurbada ng ibabaw ng isang likido ay maaari ding mangyari bilang resulta ng pakikipag-ugnayan nito sa ibabaw ng isa pang likido o solid. Sa kasong ito, ang presensya o kawalan ng basa likido sa ibabaw na ito. Kung ito ay maganap, ibig sabihin, ang mga molekula ng likido 1 (Larawan 1) ay mas malakas na nakikipag-ugnayan sa ibabaw ng isang solidong katawan 3 kaysa sa mga molekula ng iba pang likido (o gas) 2, pagkatapos ay sa ilalim ng impluwensya ng pagkakaiba sa pwersa ng intermolecular na pakikipag-ugnayan, ang likido ay tumataas sa kahabaan ng dingding ng sisidlan at ang katabi ng isang solidong katawan, ang isang seksyon ng ibabaw ng likido ay hubog. Hydrostatic balanse ang presyon na dulot ng pagtaas ng antas ng likido presyon ng capillary- pagkakaiba sa presyon sa itaas at ibaba ng curved surface, ang halaga nito ay nauugnay sa lokal na curvature ng likidong ibabaw. Kung dadalhin mo ang mga patag na dingding ng sisidlan na mas malapit sa likido, kung gayon ang mga zone ng curvature ay magkakapatong at isang meniskus ay nabuo - isang ganap na hubog na ibabaw. Sa gayong capillary, sa ilalim ng mga kondisyon ng basa sa ilalim ng isang malukong meniskus, ang presyon ay binabaan, ang likido ay tumataas; bigat ng likidong haligi. Binabalanse ng h 0 ang presyon ng capillary Dр. Sa ekwilibriyo
Ang pag-igting sa ibabaw ay medyo madaling matukoy sa eksperimento. Mayroong iba't ibang mga pamamaraan para sa pagtukoy ng pag-igting sa ibabaw, na nahahati sa static, semi-static at dynamic. Ang mga static na pamamaraan ay batay sa mga capillary phenomena na nauugnay sa curvature ng interface.
Sa paglitaw ng curvature sa ibabaw sa pagitan ng mga phase, ang panloob na presyon ng katawan ay nagbabago at isang karagdagang (capillary) na presyon ng Laplace ay lumitaw. R, na maaaring tumaas o mabawasan ang katangian ng panloob na presyon ng isang patag na ibabaw. Ang karagdagang presyon na ito ay maaaring ilarawan bilang resulta ng mga puwersa ng pag-igting sa ibabaw na nakadirekta sa gitna ng curvature na patayo sa ibabaw. Ang curvature ay maaaring positibo o negatibo (Larawan 2.2).
kanin. 2.2. Scheme ng pagbuo ng karagdagang presyon para sa isang ibabaw na may positibo (a) at negatibo (b) kurbada
Ang isang pagbabago sa dami ng isang likido ay nangyayari bilang isang resulta ng isang kusang pagbaba sa enerhiya sa ibabaw at ang conversion nito sa mekanikal na enerhiya ng isang pagbabago sa dami ng katawan. Sa kasong ito, sa equation (2.2) para sa enerhiya ng Helmholtz sa mga constant T, n, q dalawang termino lang ang kailangang isaalang-alang. dF=-pdV+ods. Sa ekwilibriyo dF = 0, kaya pdv=ods. Sa ekspresyong ito p = P- karagdagang presyon (Laplace pressure), katumbas ng pagkakaiba ng presyon sa pagitan ng presyon ng isang katawan na may patag at hubog na mga ibabaw (AR): 
Ang ratio ay tinatawag na curvature ng ibabaw.
Para sa isang spherical na ibabaw. Pinapalitan ang ekspresyong ito
sa equation para sa karagdagang presyon, nakuha namin ang Laplace equation:
kung saan G- radius ng curvature; - curvature o dispersity (Larawan 2.3).
Kung ang ibabaw ay may irregular na hugis, ang mean curvature na konsepto ay ginagamit at ang Laplace's equation ay
kung saan Gr / * 2 - ang pangunahing radii ng curvature.
kanin. 2.3. Pagtaas ng capillary ng likido habang binabasa (a) at hindi nababasa (tungkol sa) mga pader ng capillary
Para sa pag-igting sa ibabaw, ang Laplace equation ay maaaring muling isulat sa anyo na nagpapakita ng proporsyonalidad ng ibabaw.
tension radius ng capillary G at presyon R, kung saan ang isang bula ng gas ay tumakas mula sa isang capillary na nalubog sa isang likido. Nasa proporsyonalidad na ito na nakabatay ang paraan ng eksperimental na pagtukoy ng tensyon sa ibabaw ng Rehbinder.
Ang pamamaraan ng Rehbinder ay sumusukat sa presyon kung saan ang isang bula ng gas ay tumakas mula sa isang capillary na ibinababa ng isang likido. Sa sandaling tumalon ang bubble, ang sinusukat na presyon ay magiging katumbas ng presyon ng maliliit na ugat, sa radius ng curvature sa ibabaw - sa radius ng capillary. Halos imposibleng sukatin ang radius ng capillary sa eksperimento, samakatuwid, ang mga kamag-anak na sukat ay isinasagawa: ang presyon ay tinutukoy sa isang bula ng gas na tumalon sa isang likido na may kilalang pag-igting sa ibabaw (ang likidong ito ay tinatawag na pamantayan), at tapos ang pressure R sa isang bula ng gas na tumalon sa isang likido na may tiyak na pag-igting sa ibabaw. Ang distilled water ay kadalasang ginagamit bilang karaniwang likido, at ang bidistilate ay ginagamit para sa tumpak na mga sukat.
Ang ratio ng pag-igting sa ibabaw ng isang karaniwang likido sa presyon sa isang bula na tumalon dito ay tinatawag na isang pare-pareho
maliliit na ugat. Sa isang kilalang halaga ng pag-igting sa ibabaw
(t 0 at sinusukat na presyon at R para sa pamantayan at sinisiyasat na likido, ang pag-igting sa ibabaw ng huli ay tinutukoy ng pangunahing formula ng pagkalkula ng pamamaraang ito:
Kung ang halaga ay kilala na may mataas na katumpakan, kung gayon ang halaga ng pag-igting sa ibabaw ng likidong tinutukoy ay magiging tumpak din. Ang paraan ng Rehbinder ay nagbibigay ng katumpakan ng pagtukoy ng tensyon sa ibabaw hanggang 0.01 mJ/m 2 .
Kapag ginagamit ang paraan ng pag-aangat, ang taas ng pagtaas (o pagbagsak) ng likido sa capillary ay sinusukat at ang cc ay inihambing sa taas ng pagtaas ng isang karaniwang likido na ang pag-igting sa ibabaw ay kilala (Larawan 2.4).
kanin. 2.4.
Ang dahilan ng pagtaas ng capillary ay ang likido, na binabasa ang mga dingding ng capillary, ay bumubuo ng isang tiyak na kurbada ng ibabaw, at ang nagreresultang presyon ng capillary na Laplace ay nagpapataas ng likido sa capillary hanggang ang bigat ng likidong haligi ay nagbabalanse sa kumikilos na puwersa. Ang pagtaas ng likido sa capillary ay sinusunod kapag ang curvature ng ibabaw ng likido ay negatibo. Sa isang malukong meniskus, ang presyon ng Laplace ay may posibilidad na iunat ang likido at itinaas ito, ang naturang pagtaas ng capillary ay tinatawag na positibo, ito ay tipikal para sa mga likido na nagbabasa ng mga dingding ng capillary (halimbawa, sa sistema ng baso-tubig). Sa kabaligtaran, kung ang curvature ng ibabaw ay positibo (isang convex meniscus), kung gayon ang karagdagang presyon ay may posibilidad na i-compress ang likido at ang pagbaba nito sa capillary ay sinusunod, na tinatawag na negatibong pagtaas ng capillary. Ang isang katulad na kababalaghan ay tipikal para sa mga kaso kung saan ang mga dingding ng capillary ay hindi nabasa ng likido (halimbawa, sa sistema ng salamin-mercury).
Paghusga sa pamamagitan ng Fig. 2.4. Ang basa ay nakakaapekto sa geometry sa ibabaw at kung ang r ay ang radius ng curvature, kung gayon ang radius ng capillary mismo R nauugnay dito sa pamamagitan ng kaugnayan
saan sa- contact angle of wetting (talamak, sa kondisyon na ang mga dingding ng capillary ay basa ng likido). Ito ay sumusunod mula sa huling relasyon na
Ang pagpapalit ng kaugnayan na ito sa equation (2.4), makuha namin 
Kung isasaalang-alang natin na ang presyon ng likidong haligi sa equation pdv=ods nauugnay sa taas nito mgh = V(p-p^)gh, makukuha mo ang ratio 
at pagkatapos ay ang Jurin formula:
saan h- ang taas ng pagtaas ng likido sa capillary; R ay ang density ng likido; ps ay ang density ng puspos na singaw nito; g- acceleration ng gravity.
Sa kondisyon na ang density ng likido R at ang saturated vapor density nito ps walang kapantay (R » p s) para sa pag-igting sa ibabaw, maaari tayong sumulat
Sa isang mas pinasimpleng formula, ipinapalagay din na ang mga dingding ng sisidlan ay ganap na nabasa ng likido (cos sa = 1):
^ _ 2(7
gR(p-Ps)"
Sa praktikal na paggamit ng pamamaraan, ang pagkalkula ng pag-igting sa ibabaw ay isinasagawa ayon sa formula
saan at h- ang taas ng pagtaas sa capillary ng pamantayan at pagsubok ng mga likido; p^u p- ang kanilang density.
Ang pamamaraang ito ay maaaring gamitin bilang isang eksaktong ibinigay cos sa - const, mas mabuti sa= 0°, na katanggap-tanggap para sa maraming likido na walang karagdagang kundisyon. Sa eksperimento, kinakailangang gumamit ng manipis na mga capillary na mahusay na nabasa ng likido. Ang paraan ng pagtaas ng capillary ay maaari ding magbigay ng mataas na katumpakan sa pagtukoy ng pag-igting sa ibabaw, hanggang sa 0.01-0.1 mJ / m
