Երբևէ մոմ տեսե՞լ եք։ Հուսով եմ՝ կօգտագործեք այն։ Մոմը վառելիս կարող ենք տեսնել մի հետաքրքիր երևույթ։ Այրվող մոմի պատրույգի հատակը սովորաբար միշտ թաց է լինում հալված մոմով (պատրույգի վրա)։ Պատրույգի վրա հալված մոմի առկայությունը նշանակում է, որ մոմը կարող է երկար ժամանակ այրվել։ Ի՞նչն է պատճառը, որ հալված մոմը շարժվում է վերև՝ դեպի այրվող մոմի պատրույգը։ Նույն երևույթը կարող ենք դիտարկել ջահերի վրա։
Մեր կյանքում շատ հետաքրքիր բաներ նման են մոմերում և յուղի լամպերում տեղի ունեցող երևույթներին: Կարծես հեղուկը ոտքեր ունի, որոնք թույլ են տալիս այն վերև շարժվել: Կարո՞ղ եք սա գիտականորեն բացատրել: Մոմերում, յուղի լամպերում և շատ այլ դրանց հետ կապված երևույթներում տեղի ունեցող երևույթները կարող են բացատրել մազանոթային երևույթները:
Կպչունության և կպչունության ուժեր
Կպչունությունը նույն նյութի մոլեկուլների միջև ձգողական ուժն է, մինչդեռ տարբեր նյութերի մոլեկուլների միջև ձգողական ուժը կոչվում է ադհեզիա։ Օրինակ, եթե ջուրը լցնենք բաժակի մեջ, կպչունությունը տեղի է ունենում, երբ ջրի մոլեկուլները ձգում են միմյանց, մինչդեռ ադհեզիան տեղի է ունենում, երբ ջրի մոլեկուլները և ապակու մոլեկուլները ձգում են միմյանց։
Շփման անկյուն
Մինչ մազանոթության հասկացության մեջ խորանալը, մենք նախ պետք է հասկանանք, թե ինչպես են կպչուն և կոգեշնչող ուժերը ազդում մազանոթության վրա: Օրինակ, դիտարկենք հեղուկը բաժակի մեջ: Երբ հեղուկի մոլեկուլների կպչուն ուժերն ավելի ուժեղ են, քան կպչուն ուժերը (հեղուկի մոլեկուլների և ապակու մոլեկուլների միջև ձգողական ուժերը), հեղուկի մակերեսը կկորանա դեպի վեր: Դրա օրինակ է, երբ ջուրը բաժակի մեջ է: Հաճախ ասում են, որ ջուրը թրջում է ապակու մակերեսը: Եվ հակառակը, եթե կպչուն ուժերն ավելի ուժեղ են, հեղուկի մակերեսը կկորանա դեպի ներքև: Օրինակ, երբ սնդիկը բաժակի մեջ է:
Կորի կողմից առաջացած անկյունը կոչվում է շփման անկյուն։ Երբ հեղուկի կպչուն ուժը մեծ է կպչուն ուժից, առաջացած շփման անկյունը սովորաբար փոքր է 90°-ից։o (նկար a): Եվ հակառակը, եթե կպչունության ուժը մեծ է հեղուկի կպչունության ուժից, ապա ձևավորված շփման անկյունը մեծ է 90°-ից:o (նկար բ): Կպչունության և կոգեշնչման ուժերը տեսականորեն դժվար է հաշվարկել, բայց շփման անկյունը կարելի է չափել: Ի՞նչ կապ կա մազանոթային ուժի հետ:
Մազանոթայինության հայեցակարգը
Եթե հեղուկի կպչուն ուժը մեծ է կպչուն ուժից, հեղուկի մակերեսը կկորանա դեպի վեր։ Երբ մենք մտցնում ենք բարակ խողովակ կամ խողովակ (խողովակ, որի տրամագիծը փոքր է տարայից), կձևավորվի հեղուկի ավելի բարձր հատված։ Այլ կերպ ասած, տարայի մեջ գտնվող հեղուկը բարձրանում է խողովակի սյան միջով։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ խողովակի պատի երկայնքով ընդհանուր մակերեսային լարվածության ուժը գործում է դեպի վեր։ Հեղուկի կարող է հասնել առավելագույն բարձրությունը, երբ մակերեսային լարվածության ուժը հավասար է կամ հավասար է խողովակի մեջ գտնվող հեղուկի քաշին։ Հետևաբար, հեղուկը կարող է բարձրանալ միայն այն բարձրության վրա, որտեղ մակերեսային լարվածության ուժը հավասարակշռվում է խողովակի մեջ գտնվող հեղուկի քաշով։
Եվ հակառակը, եթե կպչուն ուժը մեծ է հեղուկի կպչուն ուժից, հեղուկի մակերեսը կկորանա ներքև։ Երբ մենք մտցնենք բարակ խողովակ կամ խողովակ (խողովակ, որի տրամագիծը փոքր է տարայի տրամագծից), կձևավորվի հեղուկի ստորին մասը (տե՛ս ստորև նկարը)։
Այս էֆեկտը հայտնի է որպես մազանոթային շարժում կամ մազանոթայինություն, և այս բարակ խողովակները կոչվում են մազանոթային խողովակներ: Հարկ է նշել, որ մեր ամենափոքր արյան անոթները նույնպես կարող են կոչվել մազանոթային խողովակներ, քանի որ այս փոքրիկ անոթներում արյան շրջանառությունը նույնպես պայմանավորված է մազանոթային էֆեկտով: Նմանապես, ակնհայտ է նաև մոմի կամ կերոսինի հալման երևույթը, որը բարձրանում է պատրույգի միջով: Ավելին, կարծում են, որ մազանոթայինությունը կենսական դեր է խաղում ջրի և սննդանյութերի արմատներից տերևներ տեղափոխման գործում՝ փոքրիկ քսիլեմային անոթների միջոցով: Առանց մազանոթայինության հողի մակերեսը կչորանար անձրևից կամ ոռոգումից անմիջապես հետո: Մազանոթայինության մեկ այլ կարևոր ազդեցություն է ջրի պահպանումը հողի մասնիկների միջև ընկած ճեղքերում:
Մազանոթային հավասարում
Ինչպե՞ս կարող ենք որոշել մազանոթային խողովակի սյունով բարձրացող ջրի բարձրությունը։ Թվում է, թե հեղուկը սյունակում բարձրանում է։ 
մազանոթային խողովակ, որի շառավիղը r է մինչև h բարձրությունը։ Հեղուկը h բարձրության վրա պահելու դեր ունեցող ուժը ուղղահայաց ուղղությամբ մակերևութային լարվածության ուժի բաղադրիչն է՝ F cos theta։
Մազանոթային խողովակի վերին մասը բաց է, ուստի հեղուկի մակերեսին մթնոլորտային ճնշում է գործադրվում: Հեղուկի և խողովակի միջև շփման մակերեսի երկարությունը 2 φ r է (շրջանագծի շրջագիծը): Հետևաբար, շփման մակերեսի երկայնքով ազդող մակերևութային լարվածության ուժի ուղղահայաց բաղադրիչի մեծությունը հետևյալն է.
Եթե հեղուկի մակերեսի վերև ուղղված կորը անտեսենք, ապա խողովակում հեղուկի ծավալը կլինի՝
Հեղուկի ծավալը = Խողովակի մակերես x Հեղուկի բարձրություն
V = A h
V = (π r 2 ) h
Եթե մակերևութային լարվածության ուժի ուղղահայաց բաղադրիչը հավասարակշռված է մազանոթային խողովակի մեջ գտնվող հեղուկի սյան քաշի հետ, ապա հեղուկը չի կարող ավելի բարձրանալ։ Այլ կերպ ասած, հեղուկը կհասնի իր առավելագույն բարձրությանը, երբ մակերևութային լարվածության ուժի ուղղահայաց բաղադրիչը հավասարակշռված է h բարձրության վրա գտնվող հեղուկի քաշի հետ։ Մակերևութային լարվածության ուժի ուղղահայաց բաղադրիչը հետևյալն է.
F = γ 2 π r cos θ
Միևնույն ժամանակ, մազանոթային խողովակում հեղուկի քաշը կազմում է.
w = մգ
w = ρ V g
w = ρ ( π r 2 h ) g
Երբ հեղուկը հասնում է իր առավելագույն բարձրությանը (h), մակերեսային լարվածության ուժի ուղղահայաց բաղադրիչը պետք է հավասար լինի մազանոթային խողովակում հեղուկի քաշին։ Մաթեմատիկորեն գրված է.
Սա այն հավասարումն է, որը մենք փնտրում ենք։ Եթե ուզում եք որոշել հեղուկ սյան բարձրությունը, խնդրում ենք օգտագործել այս հավասարումը։
