Good Mood

Kapillarwirkung lässt eine Flüssigkeit gegen die Schwerkraft nach oben steigen. Es ist ein wichtiges Naturphänomen, auf dem das Funktionsprinzip mehrerer natürlicher und künstlicher Prozesse beruht. In diesem ScienceStruck-Beitrag werden wir herausfinden, was Kapillarmaßnahmen sind, und einige seiner wichtigen Beispiele betrachten.

Wussten Sie schon?,

In einigen Materialpaaren, einschließlich Quecksilber und Glas, übersteigen die intermolekularen Kräfte innerhalb der Flüssigkeit (Quecksilber) die zwischen dem Feststoff (Glas) und der Flüssigkeit (Quecksilber). In solchen Fällen neigt die Kapillarwirkung dazu, umgekehrt zu arbeiten.

Wenn wir etwas vom Boden heben, arbeiten wir gegen die Schwerkraft., Wir sind in der Lage, dies zu tun, weil wir bewegliche Kreaturen mit Knochen und Muskeln sind, die genug mechanische Kraft erzeugen, um den Gravitationszug zu überwinden. Wenn wir zum Beispiel Wasser trinken wollen, sammeln wir es einfach in einem Gefäß und heben es an unseren Mund.

Aber was ist mit nicht-mobilen Kreaturen wie der Tress und Pflanzen? Wie können sie die Schwerkraft überwinden und Wasser zu verschiedenen Teilen ihres Systems heben, ohne zu irgendeiner Form von Bewegung fähig zu sein? Die Antwort liegt in der Kapillarwirkung.,

Kapillarwirkung ist ein interessantes Phänomen, das Pflanzen hilft, Wasser ohne Bewegung zu erhöhen. Aber das ist nicht alles. Kapillarwirkung hat auch viele andere Anwendungen in Physik, Chemie sowie im Alltag. In den folgenden Abschnitten werden wir versuchen, die Kapillarwirkung und ihre Funktionsweise zu verstehen. Wir werden uns auch einige seiner gemeinsamen Beispiele ansehen.,

Kapillarwirkung Definition

Kapillarwirkung ist definiert als die Bewegung von Flüssigkeiten in sehr engen Räumen ohne die Unterstützung und die meiste Zeit im Gegensatz zu äußeren Kräften wie der Schwerkraft. Es tritt aufgrund der molekularen Anziehungskraft auf, die zwischen einer Flüssigkeit und ihren umgebenden festen Oberflächen besteht.,

Wenn der Durchmesser eines Rohres ausreichend klein gemacht wird, bewirkt eine Kombination von Oberflächenspannung, die durch Zusammenhalt innerhalb der Flüssigkeit und die Haftkräfte zwischen der Flüssigkeit und dem Behälter verursacht wird, dass die Flüssigkeit angehoben wird und innerhalb des Rohrs ansteigt. Somit ergibt sich die Kapillarwirkung aus dem Druck, der aufgrund der kombinierten Wirkung von Kohäsion und Adhäsion entsteht, wodurch die Flüssigkeit gegen die Schwerkraft wirkt.

Physik Hinter Kapillarwirkung

Aus dem obigen Abschnitt ist klar, dass Kapillarwirkung das Ergebnis von Oberflächenspannung und Adhäsion ist., Lassen Sie uns diskutieren, was jeder dieser Begriffe bedeutet.

Oberflächenspannung

Oberflächenspannung ist ein Phänomen, das als Folge der kohäsiven Kräfte auftritt, die zwischen den Molekülen einer Flüssigkeit wirken. Die an der Oberfläche einer Flüssigkeit vorhandenen Flüssigkeitsmoleküle sind nicht von allen Seiten von anderen Flüssigkeitsmolekülen umgeben. Daher neigen sie dazu, stärker mit denen zusammenzuarbeiten, die ihnen ähnlich sind. Diese Verstärkung der intermolekularen Anziehung zwischen den an der Oberfläche einer Flüssigkeit vorhandenen Molekülen wird als Oberflächenspannung bezeichnet.,

Die Oberflächenspannung führt zur Bildung einer stark gebundenen Molekülschicht auf der Oberfläche einer Flüssigkeit, was es für ein Objekt schwieriger macht, sich frei zu bewegen, als wenn es vollständig eingetaucht ist.

Kohäsion und Haftung

Moleküle in einer Flüssigkeit erfahren zwei Arten von intermolekularen Anziehungskräften., Wenn die Anziehungskraft zwischen ähnlichen Molekülen, d. H. Zwischen den Molekülen einer Flüssigkeit liegt, wird sie als Kohäsion bezeichnet. Das oben diskutierte Phänomen der Oberflächenspannung ist ein Beispiel für kohäsive Kräfte zwischen den Molekülen an der Oberfläche einer Flüssigkeit und denen, die im Rest vorhanden sind. Kohäsion ist auch der Grund, warum die Moleküle in einem Wassertropfen zusammengehalten werden, was ihm seine charakteristische Form verleiht.

Die andere Art von Anziehungskraft ist die zwischen den Molekülen, dh zwischen den Molekülen einer Flüssigkeit und denen eines Feststoffs., Diese Kräfte werden als Haftkräfte bezeichnet.

Wenn beispielsweise eine feste Oberfläche, wie ein Glasrohr, auf die Wasseroberfläche gelegt wird, bewirkt das Phänomen der Adhäsion, dass die Wassermoleküle von den Glasmolekülen angezogen werden. Bei einem schmalen Rohr erhöhen sich die Haftkräfte im Vergleich zu den kohäsiven Kräften, die zwischen den Wassermolekülen auf der Oberfläche wirken, wodurch das Wasser im Rohr aufsteigt. Dieses Phänomen ist als Kapillarwirkung bekannt. Es ist interessant festzustellen, dass je schmaler die Röhre ist, desto höher steigt das Wasser aufgrund der Kapillarwirkung darin an.,

Kapillaraktion Experiment

Das Folgende ist ein einfaches Experiment, das Sie zu Hause durchführen können, das die Kapillarwirkung von Wasser demonstriert.

◆

◆ EINE tasse gefüllt mit wasser
◆ EINE leere tasse
◆ Papier handtücher

◆

Twist zusammen ein paar papier handtücher, bis es bildet etwas ähnlich wie ein stück seil. Dies wird als die Leitung fungieren, die Wasser von einer Tasse zur anderen überträgt. Legen Sie ein Ende des verdrehten Papiertuchs in die mit Wasser gefüllte Tasse und das andere in die leere Tasse.,

Das Papiertuch wird immer nasser, wenn Wasser aus dem vollen Becher aufsteigt und durch das verdrehte Papiertuch fließt und den leeren Becher füllt. Nach einigen Minuten füllt sich die leere Tasse mit Wasser. Dies wird fortgesetzt, bis in beiden Tassen eine gleichmäßige Menge Wasser vorhanden ist.

Inferenz

Das Papiertuch hat winzige Poren, die als Kapillaren wirken. Die Haftkräfte zwischen den Wassermolekülen und den Molekülen des Papiertuchs sind größer als die kohäsiven Kräfte zwischen den Wassermolekülen selbst., Wenn also das Papiertuch mit dem in den Becher gefüllten Wasser in Kontakt gebracht wird, steigt das Wasser aufgrund der Kapillarwirkung durch und beginnt, den leeren Becher zu füllen, bis beide Tassen eine gleiche Menge Wasser enthalten.

Kapillarwirkung Beispiele

Es gibt mehrere Beispiele für Kapillarwirkung in der Natur sowie in künstlichen Anwendungen. Das Folgende ist eine Liste einige der häufigsten unter ihnen.

Augen

Kapillarwirkung ermöglicht die Drainage der Tränenflüssigkeit, die ständig in den Augen produziert wird., Im inneren Augenwinkel, hinter den Augenlidern, sind zwei Canaliculi mit einem winzigen Durchmesser, bekannt als die Tränengänge, vorhanden. Ihre Öffnungen können mit bloßen Augen in den Tränensäcken gesehen werden, wenn die Augenlider invertiert sind. Tränenflüssigkeit aus den Augen steigt in die Tränengänge auf, bis sie ausgestoßen werden.

Papiertuch

Papierhandtücher haben kleine Poren in ihnen. Wenn sie mit einer Flüssigkeit in Kontakt kommen, ermöglicht die Kapillarwirkung, dass sich die Flüssigkeit in das Handtuch bewegt, wodurch die Papiertücher die Flüssigkeit einweichen können.,

Schwamm

Schwämme haben im Vergleich zu Papiertüchern mehr Poren. Diese Poren wirken als winzige Kapillaren, wodurch sie eine große Menge an Flüssigkeiten absorbieren.

Füllfederhalter

Wenn Sie sich die Feder eines Füllfederhalters genau ansehen, werden Sie feststellen, dass er in zwei Teile geteilt ist. Durch diesen schmalen Schlitz bewegt sich eine dünne Tintenlinie aus dem Reservoir, so dass Sie auf ein Papier schreiben können. Die Bewegung der Tinte ist teilweise auf die auf die Tinte einwirkende Schwerkraft zurückzuführen, die sie nach unten zieht, und teilweise auf Kapillarwirkung.,

Dünnschichtchromatographie

Die Dünnschichtchromatographie arbeitet nach dem Prinzip der Kapillarwirkung, um die verschiedenen Analyten eines Lösungsmittelgemisches zu trennen. Es wird unter Verwendung einer Glas -, Kunststoff-oder Aluminiumfolie durchgeführt, die mit einer dünnen Schicht Adsorptionsmaterial beschichtet ist. Wenn dieses Blatt in das Lösungsmittelgemisch gegeben wird, steigen die verschiedenen darin enthaltenen Analyten aufgrund der Kapillarwirkung auf, jedoch mit unterschiedlichen Raten, die eine Trennung ermöglichen.

Kerzen

Eine Kerze brennt durch Kapillarwirkung., Wenn der Docht einer Kerze angezündet wird, lässt die Hitze der Flamme das Kerzenwachs schmelzen. Das geschmolzene Wachs wird dann durch Kapillarwirkung durch den Docht hochgezogen und liefert den Brennstoff, der benötigt wird, um das Feuer aufrechtzuerhalten und die Kerze am Brennen zu halten.

Pflanzen

Kapillarwirkung in Pflanzen ist einer der wichtigsten Prozesse, die ihnen helfen zu überleben. Die Wurzeln der Pflanzen ziehen Wasser durch Kapillarwirkung aus dem Boden und versorgen es so mit verschiedenen Teilen der Pflanze, einschließlich der Stängel, Zweige und Blätter.,

Somit ist Kapillarwirkung eine Eigenschaft von Flüssigkeiten, wobei die Flüssigkeiten in der Lage sind, durch enge Räume oder Kapillaren in Festkörpern zu reisen, ohne die Hilfe einer externen Kraft. Es ist ein wichtiges Naturphänomen, das sowohl in der Natur als auch in künstlichen Anwendungen mehrere Anwendungen hat.