Φυσαλίδες και τριχοειδής άνοδος

Φυσαλίδες και τριχοειδές ανύψωση

Εισαγωγή:

Η επιφανειακή τάση είναι η ενέργεια ή το έργο που απαιτείται για την ανύψωση της επιφάνειας ενός υγρού λόγω διαμοριακών δυνάμεων. Επειδή η υγρή σύνθεση (π.χ. νερό έναντι βενζίνης) και οι διαλυμένες ουσίες στο υγρό (π.χ. τασιενεργά όπως το απορρυπαντικό) επηρεάζουν αυτές τις διαμοριακές πιέσεις, κάθε διάλυμα έχει διαφορετικά χαρακτηριστικά επιφανειακής τάσης. Η επιφανειακή τάση είναι κάτι που πιθανότατα έχετε παρατηρήσει στη δουλειά. Για παράδειγμα, όταν ένα ποτήρι νερό γεμίζει υπερβολικά, η στάθμη του νερού στο ποτήρι είναι υψηλότερη από το ύψος του ποτηριού. Ένα άλλο παράδειγμα είναι όταν το χυμένο νερό σχηματίζει πισίνες στον πάγκο. Η επιφανειακή τάση είναι υπεύθυνη και για τα δύο αυτά περιστατικά.

Τριχοειδή

Τριχοειδής είναι η άνοδος ή η κάθοδος ενός υγρού σε μια στενή δίοδο, όπως τα κενά μεταξύ των ινών μιας πετσέτας ή οι διατρήσεις σε ένα πορώδες υλικό. Η τριχοειδική δράση δεν περιορίζεται στο κατακόρυφο επίπεδο. Το νερό τραβιέται στις κλωστές μιας πετσέτας ανεξάρτητα από τον προσανατολισμό της.

Τα υγρά που ανεβαίνουν σε σωλήνες μικρής οπής που εισάγονται στο υγρό λέγεται ότι βρέχουν τον σωλήνα, ενώ τα υγρά που συμπιέζονται κάτω από την επιφάνεια του περιβάλλοντος υγρού λέγεται ότι δεν βρέχουν τον σωλήνα. Ένα υγρό που διαβρέχει τους τριχοειδείς γυάλινους σωλήνες είναι το νερό. ο υδράργυρος είναι αυτός που δεν το κάνει. Το τριχοειδές δεν σχηματίζεται όταν δεν υπάρχει υγρασία.

Οι επιφανειακές δυνάμεις, γνωστές και ως διεπιφανειακές δυνάμεις, προκαλούν τριχοειδές. Η έλξη μεταξύ των μορίων του νερού και των γυάλινων τοιχωμάτων και μεταξύ των ίδιων των μορίων του νερού προκαλεί την ανύψωση του νερού σε ένα λεπτό σωλήνα βυθισμένο στο νερό. Αυτές οι ελκτικές δυνάμεις απλώς εξισορροπούν τη βαρυτική δύναμη της στήλης του νερού που έχει ανέλθει σε ένα συγκεκριμένο ύψος. Όσο πιο ψηλά ανεβαίνει το νερό, τόσο στενότερο είναι το άνοιγμα του τριχοειδούς σωλήνα. Από την άλλη πλευρά, ο Ερμής είναι πιεσμένος σε μεγαλύτερο βαθμό καθώς η οπή στενεύει.

Μέθοδος τριχοειδούς ανύψωσης

Η τριχοειδική άνοδος Η μέθοδος είναι μια δοκιμή που χρησιμοποιείται για την εκτίμηση της επιφανειακής τάσης ή της γωνίας επαφής ενός υγρού με το έδαφος ή το υλικό του σωλήνα. Η αύξηση σε ένα υγρό πάνω από το επίπεδο μηδενικής πίεσης που προκαλείται από την καθαρή προς τα πάνω δύναμη που δημιουργείται από την έλξη των μορίων του νερού σε μια στερεά επιφάνεια είναι γνωστή ως τριχοειδής άνοδος.

Αύξηση τριχοειδών εμφανίζεται όταν οι δυνάμεις συνοχής και συγκόλλησης συνδυάζονται για να προκαλέσουν την ανύψωση υγρών σε σωλήνες με πολύ μικρές διαμέτρους.

Επίδραση των απορρυπαντικών

Μεταξύ των διαφόρων τοξινών, το απορρυπαντικό, ως σημαντικός ρύπος, αποτελεί σημαντική απειλή για τα φυσικά οικοσυστήματα. Τα απορρυπαντικά μπορούν επίσης να εισέλθουν σε μονάδες επεξεργασίας λυμάτων και να βλάψουν την απόδοσή τους. Αποτελούν αναπόσπαστο στοιχείο της ανθρώπινης ζωής και καταναλώνονται για διάφορους λόγους, συμπεριλαμβανομένης της υγιεινής. Ως αποτέλεσμα, τα συστατικά του απορρυπαντικού μπορούν να φτάσουν στο έδαφος και στα υδάτινα σώματα μέσω διαφόρων οδών. Τα απορρυπαντικά επηρεάζουν την πανίδα και τη χλωρίδα, καθώς και τα οικοσυστήματα, τόσο άμεσα όσο και έμμεσα.

Πιο σημαντικά είναι ο ευτροφισμός, ο αφρισμός και οι μεταβαλλόμενοι παράγοντες όπως η θερμοκρασία, η αλατότητα, η θολότητα και το pH, τα οποία πρέπει να αντιμετωπίζονται και να ελέγχονται. Οι ερευνητές ανακάλυψαν ότι οι αερόβιοι μηχανισμοί θα μπορούσαν να διασπάσουν την πλειοψηφία των απορρυπαντικών. Ωστόσο, η αναερόβια αποικοδόμηση είναι αδύνατη λόγω περιορισμένων μεταβολικών οδών και τοξικότητας. Ως αποτέλεσμα, η δημιουργία απορρυπαντικών φιλικών προς το περιβάλλον αποτελεί πρωταρχικό μέλημα παγκοσμίως.

Συμπέρασμα:

Αυτό το άρθρο εξετάζει κυρίως την έννοια σημειώσεις υλικού μελέτης σχετικά με τις φυσαλίδες και την τριχοειδική άνοδο. Όλα τα υγρά παρουσιάζουν επιφανειακή τάση. Μία από αυτές τις θεμελιώδεις ιδιότητες της ύλης διασφαλίζει ότι μια σειρά από καθημερινές δραστηριότητες και τα φυσικά φαινόμενα συνεχίζονται αδιατάρακτα. Η κατανόηση αυτής της έννοιας είναι υψίστης σημασίας για μελλοντική σαφήνεια σε πιο προηγμένες έννοιες της φυσικής και της μηχανικής.

Υπάρχουν διάφορες περιπτώσεις όπου η επιφανειακή τάση είναι ένας παράγοντας.

Εξετάστε το διάσημο παράδειγμα μιας αράχνης που περπατά στην επιφάνεια του νερού. Εάν αλλάξετε το νερό σε αιθανόλη, η αράχνη θα χαθεί. Επειδή ηεπιφανειακή τάση του νερού είναι επαρκής για να υποστηρίξει το βάρος της αράχνης, η αιθανόλη, η οποία έχει σημαντικά χαμηλότερη επιφανειακή τάση, δεν μπορεί να το κάνει. Η βροχή πέφτει σε σφαιρική σταγόνα λόγω της υψηλής επιφανειακής τάσης του νερού. Η υψηλή επιφανειακή ενέργεια προκαλεί τη σταγόνα νερού να πάρει το σχήμα σφαίρας, η οποία έχει τη μικρότερη έκταση επιφάνειας.