Feachd Co-leanailteachd agus Greamachaidh
’S e feachd tarrainge eadar moileciuilean ann an stuth coltach ris a th’ ann an feachd co-leanailteachd, agus canar Feachd Greamachaidh ri feachd tarrainge eadar moileciuilean stuth neo-ionann. Mar eisimpleir, bidh sinn a’ dòrtadh uisge a-steach do ghlainne. Bidh co-leanailteachd a’ tachairt nuair a bhios moileciuilean uisge a’ tàladh a chèile, agus bidh greamachadh a’ tachairt nuair a bhios moileciuilean uisge agus moileciuilean glainne a’ tàladh a chèile.
Ceàrn conaltraidh
Mus ionnsaich sinn bun-bheachd Capillarity, tuigidh sinn an toiseach mar a tha buaidh feachd greamachaidh agus feachd co-leanailteachd air capillarity. Mar eisimpleir, nì sinn ath-sgrùdadh air an leaghan ann an glainne. Nuair a bhios feachd co-leanailteachd moileciuil an leaghaidh nas làidire na an fheachd greamachaidh (an fheachd tarraing eadar am moileciuil leaghaidh agus am moileciuil glainne) cruthaichidh uachdar an leaghaidh lùb suas. Is e eisimpleir den chùis seo nuair a tha an t-uisge ann an glainne. Mar as trice, thathar ag ràdh gu bheil uisge a’ bogadh uachdar a’ ghlainne. Air an làimh eile, ma tha an fheachd greamachaidh nas làidire, lùbaidh uachdar an leaghaidh sìos. Mar eisimpleir, nuair a tha airgead-beò ann an glainne.
Canar ceàrn conaltraidh ris a’ cheàrn a chruthaicheas an lùb. Nuair a bhios feachd co-leanailteachd an leaghan nas àirde na feachd greamachaidh, mar as trice bidh an ceàrn conaltraidh a chruthaichear nas lugha na 90.o (figear a). Air an làimh eile, ma tha an fheachd greamachaidh nas àirde na an fheachd co-leanailteachd leaghan, tha an ceàrn conaltraidh a chruthaichear nas motha na 90o (figear b). Tha e doirbh feachdan greamachaidh agus feachdan co-leanailteachd obrachadh a-mach ann an teòiridh, ach faodar ceàrnan conaltraidh a thomhas. Dè tha seo a’ buntainn ri capillarity?
Bun-bheachd capillarity
Ma tha feachd co-leanailteachd an leaghan nas motha na feachd greamachaidh, lùbaidh uachdar an leaghan suas. Nuair a chuireas sinn tiùb no pìob tana a-steach (pìob aig a bheil trast-thomhas nas lugha na an soitheach), èiridh an leaghan anns an t-soitheach tron cholbh pìoba. Tha seo air sgàth gu bheil feachd an teannachadh uachdar iomlan air feadh balla an tiùba ag obair suas. Is e an àirde as àirde as urrainn do leaghan a ruighinn nuair a tha feachd an teannachadh uachdar co-ionann ri cuideam an leaghan anns a’ phìob. Mar sin, chan urrainn don leaghan èirigh ach gu àirde far a bheil feachd an teannachadh uachdar cothromach le cuideam an leaghan anns a’ phìob.
Air an làimh eile, ma tha an fheachd greamachaidh nas motha na feachd co-leanailteachd an leaghan, lùbaidh uachdar an leaghan sìos. Nuair a chuireas sinn tiùb no pìob tana a-steach (pìob le trast-thomhas nas lugha na an soitheach), cruthaichidh e pàirt ìosal den leaghan (faic an dealbh gu h-ìosal).
Canar an capillary ris a’ bhuaidh seo, agus canar an tiùb capillary ris a’ phìob thana. Cumaibh cuimhne gum faodar pìoban capillary a ghairm cuideachd air na soithichean fala as lugha againn leis gu bheil cuairteachadh fala ann an soithichean fala beaga cuideachd a’ tachairt air sgàth buaidhean capillary. San aon dòigh, tha an iongantas de leaghadh cèir no ceirisin ag èirigh tron axis. A bharrachd air an sin, thathas a’ creidsinn gu bheil pàirt riatanach aig capillary ann an giùlan uisge agus stuthan beathachail bho na freumhaichean chun na duilleagan tro shoithichean an xylem. Mura h-eil capillary ann, tiormaicheas uachdar na h-ùire dìreach às deidh uisge. Is e buaidh chudromach eile a th’ aig capillary gleidheadh uisge anns na beàrnan eadar mìrean na h-ùire.
Co-aontar capillarity
Ciamar as urrainn dhuinn àirde an uisge ag èirigh tron cholbh pìoba capillary a dhearbhadh? Bidh an leaghan ag èirigh anns a’ cholbh pìoba capillary, aig a bheil radius r suas chun àirde h. Is e an fheachd a tha ag obair ann a bhith a’ cumail an leaghan aig àirde h co-phàirt den fheachd teannachadh uachdar san t-slighe dhìreach: F cos θ.
Tha mullach an tiùba capillary fosgailte gus am bi cuideam àile air uachdar an leaghan. Tha fad an uachdair suathaidh eadar an leaghan agus a’ phìob 2πr (cearcall-thomhas). Mar sin, is iad meud feachd teannachadh uachdar nan co-phàirtean dìreach a tha ag obair air feadh an uachdair conaltraidh:
F = Feachd teannachaidh uachdar, γ = Teannas uachdar, r = radius na tiùba capillary, θ = Ceàrn conaltraidh
Mura tèid aire a thoirt don uachdar lùbte suas, is e meud an leaghan anns a’ phìob:
Meud an leaghan = farsaingeachd uachdar na pìoba x àirde an leaghan
V = A h
V = (π r² ) h
Ma tha am pàirt dhìreach den Fheachd Teannachaidh Uachdair cothromach le cuideam colbh an leaghaidh anns an tiùb capillary, chan urrainn don leaghan èirigh a-rithist. Ann am faclan eile, ruigidh an leaghan an àirde as àirde aige, ma tha am pàirt dhìreach den fheachd teannachaidh uachdar cothromach le cuideam an leaghaidh, cho àrd ri h. Is e am pàirt dhìreach den fheachd teannachaidh uachdar:
F = γ²πr cos θ
Ged a tha cuideam an leaghan anns a’ phìob capillary:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r² h) g
Nuair a ruigeas an leaghan an àirde as àirde aige (h), feumaidh am pàirt dhìreach den fheachd teannachaidh uachdar a bhith co-ionann ri cuideam an leaghan anns a’ phìob capillary. Gu matamataigeach, sgrìobhte:
Seo an co-aontar a tha sinn a’ sireadh. Ma tha thu airson àirde colbh an leaghaidh a dhearbhadh, smaoinich air a’ cho-aontar seo a chleachdadh.
