Негізгі айырмашылық – беттік керілу мен капиллярлық әрекет
Беттік керілу және капиллярлық әрекет сұйық заттардың физикалық қасиеттері болып табылады. Олар сұйықтардың макроскопиялық қасиеттері. Беттік керілу мен капиллярлық әрекеттің негізгі айырмашылығы мынада: беттік керілу сұйықтықтың белгілі бір ұзындығына қолданылатын күш ретінде өлшенеді N/m (метрге Ньютон), ал капиллярлық әрекет сұйықтық бағанының биіктігі ретінде өлшенеді. m (метр) бірлігімен берілген ауырлық күшіне қарсы жоғары қарай тартылады.
Беттік керілу дегеніміз не?
Беттік керілу деп сұйықтың газбен жанасатын жеріндегі сұйық беті жұқа серпімді парақ тәрізді әрекет ететін құбылыс. Беттік керілу термині сұйықтық газбен жанасқанда ғана қолданылады (мысалы: қалыпты атмосфераға ашылғанда). «Интерфейс кернеуі» термині екі сұйықтық арасындағы қабат үшін қолданылады.
Әртүрлі химиялық түрлер арасындағы тартымдылық сұйықтық молекулаларының бірігуіне әкеледі. Сұйықтың бетіндегі сұйық молекулалары сұйықтықтың ортасында орналасқан молекулалармен тартылады. Бұл бірігудің бір түрі. Бірақ сұйық молекулалар мен ауа молекулалары (немесе адгезиялық күштер) арасындағы тартылыс шамалы. Сондықтан сұйық молекулалардың бұл беткі қабаты серпімді мембрана қызметін атқарады. Сұйық молекулалардың беткі қабаты керілуде, өйткені оларға әсер ететін когезиялық күштерді теңестіру үшін тартылу күштері жеткіліксіз, сондықтан бұл жағдай беттік керілу деп аталады.
01-сурет: Сұйықтың бетіндегі сұйық молекулаларына тартылатын күштер
Беттік керілуді есептеу формуласы
Беттік керілу (γ)=F/d
Мұнда F – беттік күш, ал d – беттік күш әсер ететін ұзындық. Сондықтан беттік керілу өлшемі Н/м (метрге Ньютон) бірлігімен беріледі. Бұл беттік керілуді өлшеуге арналған SI бірлігі.
Капиллярлық әрекет дегеніміз не?
Капиллярлық әрекет – сұйықтықтың тар кеңістікте ауырлық күші сияқты сыртқы күштердің көмегінсіз немесе оларға қарама-қайшы ағып кету қабілеті. Оны капиллярлық түтік арқылы жоғары бағытта сұйықтықтың ағуы ретінде байқауға болады.
Капиллярлық әрекет сұйық молекулалары мен капилляр түтігінің беті арасындағы молекулааралық күштердің әсерінен болады. Сондықтан ол адгезия күштерінің әсерінен пайда болады. Түтіктің диаметрі жеткілікті аз болған кезде, сұйықтық жабысқақ және біріктіруші күштердің әсерінен түтік арқылы көтеріледі. Когезиялық күштер (ұқсас молекулалар арасындағы тартылыс күштері) молекулалардың жоғары қарай тартылуын тудырады.
Капиллярлы түтікшені сұйықтыққа салғанда түтіктің шетінде мениск пайда болады. Содан кейін сұйықтық молекулалары мен түтік қабырғасы арасындағы адгезия күштерінен сұйықтықтың осы мөлшеріне тартылу күші адгезия күшін жеңу үшін жеткілікті болғанша сұйықтық тартылады. Содан кейін сұйықтық молекулалары когезияға байланысты жоғары тартылады.
02-сурет: капиллярлық әрекет – үлгі
Капиллярлық әрекет өсімдіктерде жиі кездеседі. Ксилема тамырлары - еріген қоректік заттармен суды жоғары қарай тарта алатын капиллярлық түтіктер. Бұл ірі өсімдіктердің бұтақтары мен жапырақтарының су мен қоректік заттардың қажеттілігін қанағаттандырады.
Беттік керілу мен капиллярлық әрекеттің арасында қандай байланыс бар?
Капиллярлық әрекет капиллярлық түтікте сұйықтық бағанасын жасайды. Сұйықтық бағанының биіктігін төменде берілген теңдеу арқылы анықтауға болады.
Сұйық бағанның биіктігін есептеу формуласы
сағ=2γcosθ / ρgr
Мұнда,
- сағ – сұйықтық бағанының биіктігі,
- γ – сұйықтықтың беттік керілуі (бірлік Н/м),
- θ – сұйықтық пен түтік қабырғасының жанасу бұрышы,
- ρ – сұйықтықтың тығыздығы, g – ауырлық әсерінен болатын үдеу (бірлік Кг/м3),
- r – түтіктің радиусы (м).
Беттік керілу мен капиллярлық әрекеттің айырмашылығы неде?
Беттік керілу және капиллярлық әрекет |
|
| Беттік керілу – сұйықтың газбен жанасатын жеріндегі сұйық беті жұқа серпімді жайма тәрізді әрекет ететін құбылыс. | Капиллярлық әрекет – сұйықтықтың тар кеңістікте тартылыс сияқты сыртқы күштердің көмегінсіз немесе тіпті оларға қарама-қайшы ағып кету қабілеті. |
| Теория | |
| Беттік керілу – бұл ауаға әсер еткен сұйықтықтың бетіне түсетін күш. | Капиллярлық әрекет – сұйықтықтың сыртқы күшке қарсы ешқандай көмегінсіз ағуы. |
| Өлшем | |
| Беттік керілу сұйықтықтың белгілі бір ұзындығына қолданылатын күш ретінде өлшенеді, бірлік Н/м (метрге Ньютон). | Капиллярлық әрекет m (метр) бірлігімен берілген ауырлық күшіне қарсы жоғары қарай тартылған сұйық бағанының биіктігі ретінде өлшенеді. |
Қорытынды – Беттік керілу және капиллярлық әрекет
Беттік керілу және капиллярлық әрекет сұйықтықтардың микроскопиялық қасиеттерінің екі түрі болып табылады. Беттік керілу мен капиллярлық әрекеттің арасындағы айырмашылық мынада: беттік керілу сұйықтықтың белгілі бір ұзындығына қолданылатын күш ретінде өлшенеді N/m бірлікпен (метрге Ньютон), ал капиллярлық әрекет сұйық бағанның биіктігі ретінде өлшенеді. m (метр) бірлігімен берілген ауырлық күшіне қарсы жоғары қарай тартылады.
