ძირითადი განსხვავება - ზედაპირის დაძაბულობა კაპილარული მოქმედების წინააღმდეგ
ზედაპირული დაჭიმულობა და კაპილარული მოქმედება თხევადი ნივთიერებების ფიზიკური თვისებებია. ისინი სითხეების მაკროსკოპული თვისებებია. ზედაპირულ დაძაბულობასა და კაპილარულ მოქმედებას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ზედაპირული დაძაბულობა იზომება, როგორც ძალა, რომელიც გამოიყენება სითხის გარკვეულ სიგრძეზე, რომელიც მოცემულია ერთეული N/m (ნიუტონი მეტრზე), ხოლო კაპილარული მოქმედება იზომება, როგორც თხევადი სვეტის სიმაღლე. რომელიც მიზიდულია ზევით, m ერთეულით მოცემული გრავიტაციის საწინააღმდეგოდ.
რა არის ზედაპირული დაჭიმულობა?
ზედაპირული დაჭიმულობა არის ფენომენი, რომლის დროსაც სითხის ზედაპირი, სადაც სითხე კონტაქტშია გაზთან, მოქმედებს როგორც თხელი ელასტიური ფურცელი.ტერმინი ზედაპირული დაძაბულობა გამოიყენება მხოლოდ მაშინ, როდესაც სითხე კონტაქტშია გაზთან (მაგ. ნორმალურ ატმოსფეროში გახსნისას). ტერმინი „ინტერფეისის დაძაბულობა“გამოიყენება ორ სითხეს შორის ფენისთვის.
მიზიდულობა სხვადასხვა ქიმიურ სახეობებს შორის იწვევს თხევადი მოლეკულების გაერთიანებას. სითხის ზედაპირზე არსებული თხევადი მოლეკულები იზიდავს სითხის შუაში მდებარე მოლეკულებს. ეს არის ერთგვარი შეკრულობა. მაგრამ მიზიდულობა თხევადი მოლეკულებსა და ჰაერის მოლეკულებს შორის (ან წებოვანი ძალები) უმნიშვნელოა. აქედან გამომდინარე, თხევადი მოლეკულების ეს ზედაპირული ფენა მოქმედებს როგორც ელასტიური მემბრანა. თხევადი მოლეკულების ზედაპირული ფენა დაძაბულობის ქვეშაა, რადგან არ არის საკმარისი მიზიდულობის ძალები მათზე მოქმედი შეკრული ძალების დასაბალანსებლად, ამიტომ ამ მდგომარეობას ზედაპირული დაძაბულობა ეწოდება.
სურათი 01: მიზიდულობის ძალები თხევად მოლეკულებზე სითხის ზედაპირზე
ზედაპირის დაჭიმვის გამოთვლის ფორმულა
ზედაპირის დაჭიმულობა (γ)=F/d
აქ, F არის ზედაპირის ძალა და d არის სიგრძე, რომელზეც ზედაპირული ძალა მოქმედებს. მაშასადამე, ზედაპირული დაძაბულობის საზომი მოცემულია ერთეულით N/m (ნიუტონი მეტრზე). ეს არის SI ერთეული ზედაპირული დაჭიმვის გასაზომად.
რა არის კაპილარული მოქმედება?
კაპილარული მოქმედება არის სითხის უნარი, მიედინება ვიწრო სივრცეებში გარე ძალების დახმარების გარეშე ან მათ წინააღმდეგ, როგორიცაა გრავიტაცია. ის შეიძლება შეინიშნოს, როგორც თხევადი აწევა კაპილარული მილის მეშვეობით ზევით.
კაპილარული მოქმედება ხდება თხევადი მოლეკულებსა და კაპილარული მილის ზედაპირს შორის არსებული ინტერმოლეკულური ძალების გამო. ამიტომ, ეს ხდება ადჰეზიური ძალების გამო. როდესაც მილის დიამეტრი საკმარისად მცირეა, სითხე ამოდის მილის მეშვეობით როგორც წებოვანი, ასევე შეკრული ძალების გამო.შეკრული ძალები (მიზიდულობის ძალები მსგავს მოლეკულებს შორის) იწვევს მოლეკულების ზევით წევას.
როდესაც კაპილარული მილაკი მოთავსებულია სითხეში, მილის კიდეზე წარმოიქმნება მენისკი. შემდეგ, სითხის მოლეკულებსა და მილის კედელს შორის ადჰეზიური ძალების გამო, სითხე მაღლა იწევს მანამ, სანამ სითხის ამ რაოდენობაზე მოქმედების გრავიტაციული ძალა საკმარისი იქნება წებოვანი ძალის დასაძლევად. შემდეგ თხევადი მოლეკულები მაღლა იწევს შეკრულობის გამო.
სურათი 02: კაპილარული მოქმედება - მოდელი
კაპილარული მოქმედება გავრცელებულია მცენარეებში. Xylem ჭურჭელი არის კაპილარული მილები, რომლებსაც შეუძლიათ წყლის გახსნილი საკვები ნივთიერებების ზევით აზიდვა. ეს აკმაყოფილებს წყლისა და საკვები ნივთიერებების მოთხოვნილებას დიდი მცენარის ტოტებითა და ფოთლებით.
რა კავშირია ზედაპირულ დაძაბულობასა და კაპილარულ მოქმედებას შორის?
კაპილარული მოქმედება ქმნის თხევად სვეტს კაპილარულ მილში. თხევადი სვეტის სიმაღლე შეიძლება განისაზღვროს ქვემოთ მოცემული განტოლებით.
თხევადი სვეტის სიმაღლის გამოთვლის ფორმულა
სთ=2γcosθ / ρgr
ამაში,
- სთ არის თხევადი სვეტის სიმაღლე,
- γ არის სითხის ზედაპირული დაძაბულობა (ერთეული არის N/m),
- θ არის კონტაქტის კუთხე სითხესა და მილის კედელს შორის,
- ρ არის სითხის სიმკვრივე, g არის სიმძიმის გამო აჩქარება (ერთეული არის კგ/მ3),
- r არის მილის რადიუსი (m).
რა განსხვავებაა ზედაპირულ დაძაბულობასა და კაპილარულ მოქმედებას შორის?
ზედაპირის დაძაბულობა კაპილარული მოქმედების წინააღმდეგ |
|
| ზედაპირული დაჭიმულობა არის ფენომენი, როდესაც სითხის ზედაპირი, სადაც სითხე კონტაქტშია გაზთან, მოქმედებს როგორც თხელი ელასტიური ფურცელი. | კაპილარული მოქმედება არის სითხის უნარი, მიედინება ვიწრო სივრცეებში გარე ძალების დახმარების გარეშე, ან თუნდაც წინააღმდეგობის გარეშე, როგორიცაა გრავიტაცია. |
| თეორია | |
| ზედაპირული დაძაბულობა არის ძალა ჰაერზე დაუცველი სითხის ზედაპირზე. | კაპილარული მოქმედება არის სითხის დინება გარე ძალის წინააღმდეგ ყოველგვარი დახმარების გარეშე. |
| გაზომვა | |
| ზედაპირული დაძაბულობა იზომება, როგორც ძალა, რომელიც გამოიყენება სითხის გარკვეულ სიგრძეზე, მოცემული ერთეული N/m (ნიუტონი მეტრზე). | კაპილარული მოქმედება იზომება, როგორც თხევადი სვეტის სიმაღლე, რომელიც მაღლა იწევს, m ერთეულის მიერ მოცემული გრავიტაციის საწინააღმდეგოდ.. |
რეზიუმე – ზედაპირული დაძაბულობა კაპილარული მოქმედების წინააღმდეგ
ზედაპირული დაჭიმულობა და კაპილარული მოქმედება სითხეების მიკროსკოპული თვისებების ორი ტიპია. განსხვავება ზედაპირულ დაძაბულობასა და კაპილარულ მოქმედებას შორის არის ის, რომ ზედაპირული დაძაბულობა იზომება, როგორც ძალა, რომელიც გამოიყენება სითხის გარკვეულ სიგრძეზე, რომელიც მოცემულია ერთეული N/m (ნიუტონი მეტრზე), ხოლო კაპილარული მოქმედება იზომება, როგორც თხევადი სვეტის სიმაღლე. მიზიდულია ზევით, m ერთეულით მოცემული გრავიტაციის საწინააღმდეგოდ.
