ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ.Если поместить узкую трубку (капилляр) одним концом в жидкость, налитую в широкий сосуд, то вследствие смачивания или несмачивания жидкостью стенок капилляра кривизна поверхности жидкости в капилляре становится значительной. Если жидкость смачивает материал трубки, то внутри ее поверхность жидкости — мениск — имеет вогнутую форму, если не смачивает — выпуклую (рис.). Под вогнутой поверхностью жидкости появится отрицательное избыточное давление, определяемое по формуле. Наличие этого давления приводит к тому, что жидкость в капилляре поднимается, таккак под плоской поверхностью жидкости в широком сосуде избыточного давления нет. Если же жидкость не смачивает стенки капилляра, то положительное избыточное давление приведет к опусканию жидкости в капилляре. Явление изменения высоты уровня жидкости в капиллярах называется капиллярностью. Рис.117. В узких трубках и щелях из-за смачиваемости (несмачиваемости) стенок жидкостью возникает искривление поверхности жидкости – мениск, а сами трубки называются капиллярами. Из-за лапласова давления жидкость в капилляре поднимается (при смачиваемости) или опускается (при несмачиваемости) стенок. Форма которую принимает свободная поверхность жидкости, зависит от сил поверхностного натяжения, от взаимодействия с ограничивающими поверхность твёрдыми стенками, а так же от силы земного тяготения, действующей на жидкость. Особыми оказываются условия равновесия на линии разреза жидкость - газ - твёрдая стенка в тонких плёнках и в узких сосудах – капиллярах. Жидкости, которые хорошо смачивают твердое тело, называются гидрофильными, плохо смачиваемые - гидрофобными. Сила поверхностного натяжения на разделе твердое - жидкость равна F=F0cosά, где F0 - cила поверхностного натяжения на свободной поверхности жидкости. Высота подъема жидкости в капилляре равна. h = 4(σcosά)/γd. (17.17.) В тонких капиллярах жидкость поднимается достаточно высоко. Так, при полном смачивании (q =0) вода (r =1000 кг/м3, s = 0,073 Н/м) в капилляре диаметром 10 мкм поднимается на высоту h»3 м. Рис.118. Движение жидкости по капиллярам и узким щелям имеет существенное значение в неживой и живой природе, а также в технических процессах. Капиллярные эффекты, широко известные в технике и быту, в основном обусловлены тем, что благодаря действию сил поверхностного натяжения давление в нутрии жидкости может отличаться на некоторую величину ∆p от внешнего давления p газа или пара над поверхностью жидкости. Если жидкость смачивает стенки капилляра, то под вогнутой поверхностью имеется избыточное давление Dp. Это давление приводит к тому, что жидкость в капилляре поднимаетсянад плоской поверхностью жидкости в широком сосуде, где избыточного давления нет. Если же жидкость не смачивает стенки капилляра, то положительное избыточное давление приводит к опусканию жидкости в капилляре. Жидкость в капилляре поднимается на такую высоту h, при которой давление столба жидкости (гидростатическое давление rgh) уравновешивается избыточным давлением Dр, 2s/R = rgh, (17.18.) где r - плотность жидкости, g -ускорение свободного падения. h =2σ/ρgh.(17.19) Но радиус кривизны жидкости R связан с радиусом капилляра r: R = r/cos ά r: (17.20.) где ά - угол края, т.е. высота подъёма в капилляре равна h = 2σcos ά/R; (17.21.) - формула Жюрена. Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|