|
ІІ НЕГІЗГІ БӨЛІМ
Капиллярлық әрекет (кейде капиллярлық, капиллярлық қозғалыс,
капиллярлық әсер, немесе сору) қабілеттілігі сұйықтық тәрізді сыртқы
күштердің көмегінсіз, тіпті қарама-қарсы жерлерде жүру ауырлық. Мұның
әсері бояу щеткасының түктері арасында, жұқа түтікте, қағаз және гипс
сияқты кеуекті материалдарда, құм және сұйылтылған сияқты кеуекті емес
материалдарда сұйықтықтарды салудан көрінеді. көміртекті талшық немесе а
биологиялық жасуша. Бұл орын алады молекулааралық күштер сұйықтық
пен қоршаған қатты беттер арасында. Егер түтіктің диаметрі жеткілікті аз
болса, онда беттік керілу (себеп болған біртектілік сұйықтық ішінде) және
жабысқақ күштер сұйықтық пен контейнер қабырғасының арасындағы
сұйықтықты қозғау әрекеті.
КАПИЛЛЯРЛЫҚ ҚҰБЫЛЫСТАР – бір-бірімен араласпайтын заттардың
шекарасында, беттік керілудің әсерінен пайда болатын физ. құбылыстар.
Басқа сұйықтықпен, газбен немесе өзінің буымен шекаралас орналасқан
сұйық бетінің иілуі де Капиллярлық құбылысқа жатады. Сұйықтық бетінің
иілуі салдарынан, оның астында қосымша капиллярлық қысым ( р) пайда
болады. Бұл қысымның шамасы Лаплас теңдеуімен өрнектеледі: р=р1––
р2=2 12/r, мұндағы 12 – екі ортаның шекарасындағы беттік керілу, р1
және р2 – сұйықтықтағы (1) және онымен жанасқан ортадағы (2) қысым, r –
беттің орташа қисықтық радиусы. Сұйықтықтың ойыс бетінің (r<0)
астындағы қысым теріс таңбалы ( р<0), ал дөңес бетінің (r>0) астындағы
қысым оң таңбалы ( р<0) болады. Шекаралық бет жазық (r= ) болса,
сұйықтыққа қосымша қысым әсер етпейді ( р=0). К. қ. молекулааралық күш
пен сыртқы күш (негізінен, ауырлық күші) әсерінен болатын сұйықтық
бетінің тепе-теңдігі мен қозғалысының кейбір түрлерін де қамтиды. Сыртқы
күш әсер етпесе немесе ол басқа күшпен теңгерілсе, сұйықтық беті жазық
болмай имек болады. Мыс, салмақсыздық жағдайындағы шектелген
сұйықтық көлемі беттік керілудің әсерінен шар тәрізді пішін алады. Бұл
жағдайда сұйықтық орнықты тепе-теңдікте болады. Өйткені, көлемдері
бірдей геом. денелердің ішінде бетінің ауданы ең аз болатын дене – шар.
Едәуір мөлшерде алынған тұтқырлығы аз сұйықтық, өзі құйылған ыдыстың
пішінін қабылдайды. Жердің тарту күші беттік керілудің әсерін
жеңетіндіктен, мұндай сұйықтықтың бос беті жазық болады. Бірақ
сұйықтықтың массасы кеміген сайын беттік керілудің рөлі артады.
Сұйықтықты газ ішіне бүріккенде немесе газды сұйықтықпен араластырғанда
шар тәрізді майда тамшылар немесе көпіршіктер пайда болады.
5
Капиллярлык кұбылыстар сұйықтықтың басқа ортамен оның шекарасындағы
беткейлiк кубылыстары оның бетiнiң қисық сызығымен байланысты. Газ
фазасымен шекарадагы суйык бетінің қисықтығы интерфейсті кыскартып,
сұйықтың шектеулi келемiн шар тәрiздi етiп беретiн сұйықтықтың беткі
кернеуi нәтижесiнде пайда болады. Шардың берiлген келем ушiн минималды
бетi болгандыктан, бул пiшiн сұйықтықтың минималды беттiк энергиясына
сәйкес келедi, ягни, оның тұрақты тепе-теңдік жағдайы. Сұйықтықтың
жеткiлiктi улкен массалары болган жагдайда, беттiк керiлудiң әсерi ауырлық
күшiмен өтеледі, сондыктан аз тұтқырлығы бар сұйықтық тез куйылатын
ыдыстың формасын және оның еркiндiгiн тез алады. бетi тегiс болып
көрiнедi. Ауырлық күшi болмаган кезде немесе өте аз массалар жағдайында
суйыктык әркашан сфералық пiшiндi алады (тамшы), оның беткейлiк қисығы
көпшікті анықтайды. заттын касиеттерi, сондыктан капиллярлык кубылыстар
Нелдiк ауырлык жағдайында, сұйықтықты газ тәріздес ортада ұсақтау кезiнде
(немесе сұйықтықтағы газдың атомизациясы) және будың конденсациясы
кезiнде сұйықтық тамшыларының жана фазасынын нуклеациясы кезiнде
көптеген тамшылардан немесе кепiршiктерден (эмульсиялар, аэрозольдер,
көбіктер) тұратын жүйелердiн калыптасуында айтылган және манызды рол
аткарады.. кайнау кезiндегi бу кепiршiктерi, кристалдану ядролары.
Суйыктын конденсацияланган денелермен (басқа суйык немесе катты)
жанасуында интерфейстің кернеуi нәтижесiнде кисыктык пайда болады.
Ылғалдану жағдайында, мысалы, суйыктык ыдыстың катты қабырғасына
тигенде, қатты зат пен сұйықтықтың молекулалары арасындагы тартылыс
күштерi оны кеме қабырғасы бойымен көтеруге мәжбүр етеді, нәтижесiнде
сұйықтың қабыргага жакын орналасқан беткі бөлігі вогт пiшiндi болады. Тар
арналарда, мысалы, цилиндрлік капиллярларда вогнуты менискус пайда
болады - суйыктыктын толығымен иілген бетi.
Беттік (интерфазалық) кернеу күштерi сұйықтықтың бетiне тiкелей
бағытталгандыктан,
сонғысынын қисықтықтары сұйықтық көлемiне
бағытталған компоненттiң пайда болуына әкеледі. Нәтижесiнде капиллярлык
кысым пайда болады. Dр мәнi Лаплас тендеуiмен г 0 беткейлiк қисықтықтың
орташа радиусына байланысты болады: Dp = р 1 - р 2 \u003d 2s 12 г 0, (1)
мундагы р 1 және р 2 - сұйықтық 1 және кершi 2 фазадагы кысым (газ немесе
сұйык), s 12 - беткейлiк (интераксиалды) кернеу. Егер сұйықтықтың бетi
қисайған болса (г 0) 0), көршілес фазаға қарағанда оның қысымы төмен
р 1 р 2 и Dр 0. Ал дөңес беттерде (г 0 0) Dp белгiсi керi кайтарылады.
Капилляр кабыргалары суйыктыкпен суланган кезде пайда болатын терiс
кысым капиллярға сұйық бағанның салмағы жоғарылағанша сiңiп кетедi
дифференциалды кысымды Dp теңгермейді. Тепе-теңдiк кезiнде
капиллярлардын көтерілу биіктігі Юрен формуласымен аныкталады:
мундагы г 1 және г 2 суйықтықтың тығыздығы 1 және орта 2. 9 - тартылыс
6
үдеуi, г-капилляр радиусы, а - байланыс бұрышы. Сұйықтықтардын
капиллярлык суланбайтын кабыргалары үшiн cos q 0. что приводит к
опусканию жидкости в капилляре ниже уровня плоской поверхности (h 0). (2)
ӨpHeгiнен тұракты капиллярлы суйыктык аныкталады және\u003d 12. Ол
ұзындық өлшемiне ие және сызыктык елшемдi сипаттайды Z[
және,капиллярлык кұбылыстар манызды бола бастайды, сондыктан су ушiн
20 ° C а \u003dЖеңiл тартылыс кезiнде (g: 0) 0,38 см жәнеартуы.
Белшектердiң түйiскен жерiнде капиллярлык конденсация Dр кысымының
темендеуiнiң әсерiнен белшектердiң тарылуына әкеледі.
7
Шығу тарихы
Капиллярлық құбылыстарды алғаш рет Леонардо да Винчи (15 ғ.) ашып
зерттеген. Онан кейін Б.Паскаль (17 ғ.) мен Дж.Жюрен (18 ғ.) капилляр
түтіктің көмегімен тәжірибе жасаған. Капиллярлық құбылыстардың
теориясы Т.Юнгтің (1805), П.Лапластың (1806), Дж.Гиббстің (1875) және
И.С. Громеканың (1879, 1886) еңбектерінде дамытылған.
Do'stlaringiz bilan baham: |
