Kusog sa Pagkahiusa ug Pagdikit
Ang puwersa sa cohesion usa ka puwersa sa atraksyon tali sa mga molekula sa usa ka parehas nga substansiya, samtang ang puwersa sa atraksyon tali sa mga molekula sa usa ka dili parehas nga substansiya gitawag nga Adhesion Force. Pananglitan, atong ibubo ang tubig sa usa ka baso. Ang cohesion mahitabo kung ang mga molekula sa tubig magdani sa usag usa, samtang ang adhesion mahitabo kung ang mga molekula sa tubig ug mga molekula sa bildo magdani sa usag usa.
Anggulo sa kontak
Sa dili pa nato tun-an ang konsepto sa Capillarity, atong masabtan una kon giunsa ang impluwensya sa adhesion force ug cohesion force sa capillarity. Pananglitan, atong susihon ang likido sa usa ka baso. Kung ang cohesion force sa liquid molecule mas kusog kay sa adhesion force (ang pulling force tali sa liquid molecule ug sa glass molecule) ang liquid surface moporma og pataas nga kurba. Usa ka ehemplo niini nga kaso mao kung ang tubig naa sa baso. Kasagaran, giingon nga ang tubig mosuyop sa nawong sa baso. Sa laing bahin, kung ang adhesion force mas kusog, nan ang nawong sa likido mokurba paubos. Pananglitan, kung ang mercury naa sa baso.
Ang anggulo nga naporma sa kurba gitawag nga contact angle. Kung ang puwersa sa cohesion sa pluwido mas taas kaysa sa puwersa sa adhesion, ang anggulo sa kontak nga namugna kasagaran mas gamay sa 90.o (hulagway a). Sa laing bahin, kon ang puwersa sa pagdikit mas taas kay sa puwersa sa paghiusa sa pluwido, ang anggulo sa kontak nga namugna mas dako kay sa 90o (hulagway b). Ang mga pwersa sa pagtapot ug mga pwersa sa kohesyon sa teorya lisod kuwentahon, apan ang mga anggulo sa kontak masukod. Unsa may kalabotan niini sa capillarity?
Konsepto sa Kapilarya
Kon ang puwersa sa cohesion sa pluwido mas dako kay sa puwersa sa adhesion, ang nawong sa likido moliko pataas. Kon magsal-ot kita og nipis nga tubo o tubo (usa ka tubo nga ang diametro mas gamay kay sa sudlanan), ang likido sa sudlanan mosaka agi sa haligi sa tubo. Kini tungod kay ang puwersa sa kinatibuk-ang tension sa nawong ubay sa bungbong sa tubo molihok pataas. Ang pinakataas nga gitas-on nga makab-ot sa usa ka likido mao kon ang puwersa sa surface tension katumbas sa gibug-aton sa likido sa tubo. Busa, ang likido mosaka lamang sa gitas-on diin ang puwersa sa surface tension balanse sa gibug-aton sa likido sa tubo.
Sa laing bahin, kon ang puwersa sa pagdikit mas dako kay sa puwersa sa pagdugtong sa pluwido, ang nawong sa likido mokurba paubos. Kon atong isal-ot ang nipis nga tubo o tubo (usa ka tubo nga mas gamay ang diyametro kay sa sudlanan), kini moporma sa ubos nga bahin sa likido (tan-awa ang hulagway sa ubos).
Kini nga epekto nailhan nga capillary, ug ang nipis nga tubo gitawag nga capillary tube. Hinumdumi nga ang atong pinakagamay nga mga ugat sa dugo mahimo usab nga tawgon nga mga capillary pipe tungod kay ang sirkulasyon sa dugo sa gagmay nga mga ugat sa dugo mahitabo usab tungod sa mga epekto sa capillary. Ingon man usab, ang panghitabo sa pagtaas sa pagkatunaw sa wax o kerosene agi sa axis. Dugang pa, ang capillarity gituohan usab nga adunay hinungdanon nga papel sa pag-agi sa tubig ug masustansya nga mga substansiya gikan sa mga gamot ngadto sa mga dahon agi sa mga ugat sa xylem. Kung walay capillarity, ang nawong sa yuta mamala dayon pagkahuman sa ulan. Laing hinungdanon nga epekto sa capillarity mao ang pagpabilin sa tubig sa mga gintang taliwala sa mga partikulo sa yuta.
Ekwasyon sa Kapilarya
Unsaon nato pagtino sa gitas-on sa tubig nga mosaka agi sa kolum sa tubo sa capillary? Ang pagtaas sa likido sa kolum sa tubo sa capillary, nga adunay radius r hangtod sa gitas-on h. Ang puwersa nga naglihok sa pagpugong sa likido sa gitas-on h mao ang sangkap sa puwersa sa tensyon sa nawong sa bertikal nga direksyon: F cos θ.
Ang ibabaw sa tubo sa kapilarya bukas aron adunay presyur sa atmospera sa ibabaw sa likido. Ang gitas-on sa nawong nga nakahikap taliwala sa likido ug sa tubo kay 2πr (sirkumperensiya). Busa, ang gidak-on sa puwersa sa tensiyon sa nawong sa mga bertikal nga sangkap nga nagtrabaho ubay sa nawong nga nakahikap mao ang:
F = Puwersa sa tensyon sa nawong, γ = Tentasyon sa nawong, r = radius sa tubo sa capillary, θ = Anggulo sa kontak
Kon ang kurbadong pataas nga nawong dili tagdon, ang gidaghanon sa likido sa tubo mao ang:
Volume sa pluwido = ang gilapdon sa nawong sa tubo x ang gitas-on sa likido
V = A h
V = (π r 2 ) h
Kon ang bertikal nga sangkap sa Surface Tension Force balansehon sa gibug-aton sa likido nga kolum sa capillary tube, nan ang likido dili na makasaka pag-usab. Sa ato pa, ang likido makaabot sa kinatas-ang gitas-on niini, kon ang bertikal nga sangkap sa surface tension force balansehon sa gibug-aton sa likido, nga sama kataas sa h. Ang bertikal nga sangkap sa surface tension force mao ang:
F = γ 2 π r cos θ
Samtang ang gibug-aton sa likido sa tubo sa kapilyar mao ang:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r 2 h) g
Kon ang likido makaabot sa kinatas-ang gitas-on niini (h), ang bertikal nga sangkap sa puwersa sa tensyon sa nawong kinahanglan nga katumbas sa gibug-aton sa likido sa tubo sa capillary. Sa matematika, kini gisulat:
Mao kini ang ekwasyon nga atong gipangita. Kon gusto nimong mahibal-an ang gitas-on sa kolum sa likido, palihug hunahunaa ang paggamit niini nga ekwasyon.
