Шамды көрдүңүз беле? Аны колдоносуз деп үмүттөнөбүз. Шам күйүп жатканда байкай турган бир кызыктуу кубулуш. Күйүп жаткан шамдын фитилисинин түбү, адатта, эриген мом менен нымдуу болот (фитилде). Фитилде эриген момдун болушу шамдын көпкө чейин күйүп турушун билдирет. Эриген момдун күйүп жаткан шамдын фитилине карай өйдө карай жылышына эмне себеп болот? Ушул эле кубулушту фонарьлардан да байкай алабыз.
Жашообуздагы көптөгөн кызыктуу нерселер шамдарда жана май чырактарында болуп жаткан кубулуштарга окшош. Бул суюктуктун буттары бардай, ал өйдө карай жылууга мүмкүндүк берет. Муну илимий жактан түшүндүрүп бере аласызбы? Шамдарда, май чырактарында жана башка көптөгөн байланыштуу кубулуштарда болуп жаткан кубулуштарды түшүндүрө турган бир физикалык түшүнүк - бул капиллярдуулук.
Когезия жана адгезия күчтөрү
Когезия – бул бир эле заттын молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчү, ал эми ар кандай заттардын молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчү адгезия деп аталат. Мисалы, эгерде биз стаканга суу куйсак, суу молекулалары бири-бирин тартканда когезия пайда болот, ал эми адгезия суу молекулалары менен айнек молекулалары бири-бирин тартканда пайда болот.
Байланыш бурчу
Капиллярдуулук түшүнүгүн тереңирээк карап чыгуудан мурун, алгач жабышчаак жана когезиялык күчтөрдүн капиллярдуулукка кандай таасир этерин түшүнүшүбүз керек. Мисалы, стакандагы суюктукту карап көрөлү. Суюк молекулалардын когезиялык күчтөрү жабышчаак күчтөрдөн (суюк молекулалар менен айнек молекулаларынын ортосундагы тартылуу күчтөрү) күчтүү болгондо, суюктуктун бети өйдө карай ийилет. Буга мисал катары суу стакандын ичинде болгондо келтирсе болот. Суу стакандын бетин нымдайт деп айтылат. Тескерисинче, эгерде жабышчаак күчтөр күчтүүрөөк болсо, суюктуктун бети ылдый карай ийилет. Мисалы, стакандын ичинде сымап болгондо.
Ийри сызыктан пайда болгон бурч тийүү бурчу деп аталат. Суюктуктун когезиялык күчү жабышуу күчүнөн чоң болгондо, пайда болгон тийүү бурчу, адатта, 90°тан аз болот.o (сүрөт а). Тескерисинче, эгерде адгезия күчү суюктуктун адгезия күчүнөн чоң болсо, анда пайда болгон контакт бурчу 90дон чоң.o (b-сүрөт). Адгезия жана когезия күчтөрүн эсептөө теориялык жактан кыйын, бирок тийүү бурчун өлчөөгө болот. Капиллярдуулук менен кандай байланыш бар?
Капиллярдык түшүнүк
Эгерде суюктуктун когезиялык күчү жабышкак күчтөн чоң болсо, суюктуктун бети өйдө карай ийилет. Ичке түтүктү же түтүктү (идишке караганда диаметри кичине болгон түтүктү) киргизгенде, суюктуктун жогорку бөлүгү пайда болот. Башкача айтканда, идиштеги суюктук түтүктүн мамычасынан көтөрүлөт. Себеби, түтүктүн дубалы боюнча жалпы беттик тартылуу күчү өйдө карай таасир этет. Суюктуктун жете турган максималдуу бийиктиги - беттик тартылуу күчү түтүктөгү суюктуктун салмагына барабар же барабар болгондо гана. Демек, суюктук беттик тартылуу күчү түтүктөгү суюктуктун салмагы менен тең салмакталган бийиктикке гана көтөрүлө алат.
Тескерисинче, эгерде жабышуу күчү суюктуктун когезиялык күчүнөн чоң болсо, суюктуктун бети ылдый карай ийилет. Ичке түтүктү же түтүктү (идишке караганда кичине диаметрдеги түтүктү) киргизгенде, суюктуктун астыңкы бөлүгү пайда болот (төмөндөгү сүрөттү караңыз).
Бул эффект капиллярдык кыймыл же капиллярдык деп аталат жана бул ичке түтүктөр капиллярдык түтүктөр деп аталат. Белгилей кетүүчү нерсе, биздин эң кичинекей кан тамырларыбызды капиллярдык түтүктөр деп да атаса болот, анткени бул кичинекей тамырлардагы кан айлануу да капиллярдык эффекттен улам болот. Ошо сыяктуу эле, момдун же керосиндин эриши фитиль аркылуу көтөрүлүү кубулушу да айкын. Андан тышкары, капиллярдык суу менен азык заттардын тамырдан жалбырактарга кичинекей ксилема тамырлары аркылуу жылышында маанилүү ролду ойнойт деп эсептелет. Капиллярлык болбосо, топурактын бети жамгырдан же сугаруудан кийин дароо кургап калмак. Капиллярдыктын дагы бир маанилүү таасири - топурак бөлүкчөлөрүнүн ортосундагы боштуктарда суунун кармалышы.
Капиллярдык теңдеме
Капиллярдык түтүк аркылуу көтөрүлүп жаткан суунун бийиктигин кантип аныктай алабыз? Суюктук мамычанын ичинде көтөрүлүп жаткандай сезилет. 
радиусу r жана h бийиктикке чейинки капиллярдык түтүк. Суюктукту h бийиктикте кармап турууда роль ойногон күч вертикалдык багыттагы беттик тартылуу күчүнүн компоненти болуп саналат: F cos theta.
Капилляр түтүктүн үстүнкү бөлүгү ачык, ошондуктан атмосфералык басым суюктуктун бетине таасир этет. Суюктук менен түтүктүн ортосундагы тийүүчү беттин узундугу 2 phir (тегеректин айланасы). Демек, тийүүчү бет боюнча таасир этүүчү беттик тартылуу күчүнүн вертикалдык компонентинин чоңдугу төмөнкүдөй:
Эгерде суюктуктун бетинин өйдө карай ийри сызыгы эске алынбаса, анда түтүктөгү суюктуктун көлөмү төмөнкүдөй болот:
Суюктуктун көлөмү = Түтүктүн бетинин аянты x Суюктуктун бийиктиги
V = Ah
V = (π r 2 ) h
Эгерде беттик тартылуу күчүнүн вертикалдык компоненти капиллярдык түтүктөгү суюктук мамычасынын салмагы менен тең салмактуу болсо, анда суюктук андан ары көтөрүлө албайт. Башкача айтканда, беттик тартылуу күчүнүн вертикалдык компоненти h бийиктиктеги суюктуктун салмагы менен тең салмактуу болгондо, суюктук өзүнүн максималдуу бийиктигине жетет. Беттик тартылуу күчүнүн вертикалдык компоненти:
F = γ 2 π r cos θ
Ошол эле учурда, капиллярдык түтүктөгү суюктуктун салмагы:
w = мг
w = ρ V g
w = ρ (π r 2 саат ) g
Суюктук максималдуу бийиктикке (h) жеткенде, беттик тартылуу күчүнүн вертикалдык компоненти капиллярдык түтүктөгү суюктуктун салмагына барабар болушу керек. Математикалык жактан алганда, ал төмөнкүдөй жазылат:
Бул биз издеп жаткан теңдеме. Эгер сиз суюк мамычанын бийиктигин аныктагыңыз келсе, бул теңдемени колдонуңуз.
