Гадаргуугийн хурцадмал байдлыг ойлгох
Гадаргуугийн таталт нь шингэний гадаргуу хатуурч, нимгэн мембран шиг харагдах хандлагатай байдагтай холбоотой юм. Үүнд усны молекулуудын хоорондох нэгдлийн хүч нөлөөлдөг. Энэ тайлбарыг илүү сайн ойлгохын тулд дараах жишээг авч үзье. Саванд байгаа шингэнийг авч үзье.
Шингэний молекулууд ихэвчлэн бие биенээ татдаг. Шингэний дотор шингэн молекул бүр хоёр талаасаа өөр молекулуудаар хүрээлэгдсэн байдаг; гэхдээ шингэний гадаргуу дээр хажуу болон доор зөвхөн шингэн молекулууд байдаг. Дээрээс нь өөр шингэн молекул байхгүй. Шингэний молекулууд бие биенээ татдаг тул шингэний дотор талын молекулуудад тэг гэсэн цэвэр хүч үйлчилдэг. Үүний эсрэгээр, гадаргуу дээрх шингэн молекулууд хажуу болон доор байгаа шингэний молекулуудад татагддаг. Үүний үр дүнд шингэний гадаргуу дээр доош чиглэсэн цэвэр хүч байдаг. Энэхүү доош чиглэсэн цэвэр хүчний улмаас гадаргуу дээрх шингэн гадаргуугийн талбайгаа багасгаж, аль болох агших хандлагатай байдаг.
Энэ нь гадаргуу дээрх шингэний давхаргыг нимгэн уян мембранаар бүрхэгдсэн мэт харагдуулдаг.
Хавчаарыг усны гадаргуу дээр болгоомжтой байрлуулахад гадаргуу дээр байрлах усны молекулууд бага зэрэг дарагдана. таталцал хавчаарыг, ингэснээр доор байрлах усны молекулууд нь хавчаарыг дээш нь сэргээх хүчийг бий болгож, бэхэлгээг дэмжинэ (дахин санаарай) уян хатан чанар ба Гукийн хууль).
Үнэндээ цаасан хавчаар бол таны ашиглаж болох цорын ганц зүйл биш; тэдгээр нь зүү гэх мэт бусад зүйлс байж болно. Хэрэв та зүүг усны гадаргуу дээр болгоомжтой байрлуулбал энэ нь хөвөх болно. Энэ нь шавьж усан дээр хөвж чаддаг шалтгаан юм.
Гадаргуугийн хурцадмал байдлын тэгшитгэл
Гадаргуугийн хурцадмал байдлын тэгшитгэлийг гаргахад туслахын тулд бид U үсгийн хэлбэртэй нугалсан утсыг авч үзье. Өөр нэг шулуун утсыг U утасны хоёр хөлд холбосон бөгөөд тэнд шулуун утсыг хөдөлгөж болно.
Хэрэв энэ утсыг савангийн уусмалд хийвэл салгасны дараа утасны гадаргуу дээр савантай усны давхарга үүснэ. Савангийн хөөс тоглохтой адил. Шулуун утсыг хөдөлгөж болох бөгөөд түүний масс нь хэт том биш тул савантай усны давхарга нь шулуун утсан дээр гадаргуугийн таталцлын хүчийг бий болгож, шулуун утсыг дээш хөдөлгөнө (сумны чиглэлийг анхаарна уу). Шулуун утсыг хөдөлгөхгүйн тулд (утас тэнцвэрт байдалд байна) доош чиглэсэн нийт хүч шаардлагатай бөгөөд нийт хүчний хэмжээ нь F = w + T байна. Тэнцвэрт байдалд F = шулуун утсан дээр савантай усны давхаргаар үйлчлэх хүч.
Шулуун утасны уртыг l гэж үзье. Шулуун утсанд хүрсэн савантай усны давхарга нь хоёр гадаргуутай тул савантай усны давхаргаас үүссэн хүч нь 2л уртын дагуу үйлчилдэг. Савангийн давхарга дээрх гадаргуугийн таталт нь Хүч (F) ба хүч үйлчилж буй гадаргуугийн уртын харьцаа (d) юм. Энэ тохиолдолд гадаргуугийн урт нь 2л байна. Математикийн хувьд үүнийг дараах байдлаар бичнэ.
Гадаргуугийн таталт нь хүчний нэгж урттай харьцуулсан харьцаа тул нэгж нь Ньютоны метр тутамд (Н/м) эсвэл дины сантиметр тутамд (дин/см) байна.
Туршилтын үндсэн дээр олж авсан гадаргуугийн хурцадмал байдлын зарим утгыг доор харуулав.
Дээрх өгөгдлүүд дээр үндэслэн температур нь шингэний гадаргуугийн таталтад нөлөөлдөг бололтой. Ерөнхийдөө температур нэмэгдэх тусам утга нь буурдаг. Учир нь температур нэмэгдэх тусам шингэний молекулууд илүү хурдан хөдөлж, шингэний молекулуудын хоорондын харилцан үйлчлэлийг бууруулдаг. Үүний үр дүнд гадаргуугийн таталтын утга мөн буурдаг.
Өдөр тутмын амьдрал дахь хэрэглээ
Бид яагаад хувцсаа савангаар угаадаг талаар та бодож үзсэн үү? Асуудал нь үнэхээр цэвэр хувцас авахын тулд ус нь ширхэгийн маш нарийн завсраар дамжин өнгөрөх ёстой. Энэ нь усны гадаргуугийн талбайг нэмэгдүүлэхийг шаарддаг. Гадаргуугийн хурцадмал байдлаас болж үүнийг хийхэд маш хэцүү байдаг. Таалагдаж байгаа эсэхээс үл хамааран усны гадаргуугийн хурцадмал байдлыг эхлээд бууруулах ёстой. Бид халуун ус ашиглан гадаргуугийн хурцадмал байдлыг бууруулж чадна. Усны температур өндөр байх тусам гадаргуугийн хурцадмал байдал бага байдаг тул сайн байдаг (хүснэгтийг үзнэ үү). Энэ бол анхны хувилбар бөгөөд халуун усаар тоглох дуртай хүмүүсээс бусад тохиолдолд ховор хэрэглэгддэг. Өөр нэг хувилбар бол саван хэрэглэх явдал юм.
20 хэмийн температурт oC, савантай усны гадаргуугийн таталтын утга нь 25,00 мН/м байна. Савантай ус болон халуун усыг харьцуулж үзээрэй, аль нь хамгийн бага утгатай вэ? 100 үед oC, халуун усны гадаргуугийн таталтын утга = 58,90. 20 хэмийн температурт oC, савантай усны гадаргуугийн таталт нь 25,00 мН/м байна. Саван хэрэглэх нь илүү давуу талтай ... ус халуун биш. Хувцас эсвэл биеэ савангаар хэр сайн цэвэрлэхэд нөлөөлдөг бусад хүчин зүйлүүд байдаг. Тиймээс дээрх нь зөвхөн нэг хүчин зүйл юм.
Саван эсвэл усны бөмбөлөг яагаад дугуй хэлбэртэй байдаг вэ?
Савангийн хөөс буюу усны дуслууд нь гадаргуугийн таталтын улмаас бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг. Эхлээд савангийн хөөсийг авч үзье. Савангийн хөөс нь гадаргуу дээрээ хоёр нимгэн мембрантай бөгөөд тэдгээрийн хооронд нимгэн усны давхарга байдаг.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь мембраныг агшиж, гадаргуугийн талбайг нь багасгах хандлагатай байдаг. Савантай усны мембран агшиж, гадаргуугийн талбайгаа багасгахыг оролдох үед мембраны гадна тал (атмосферийн даралт) болон дотор талын хооронд агаарын даралтын зөрүү үүсдэг. Мембран доторх агаарын даралт бага байдаг тул мембраны гадна талын агаарын даралт (атмосферийн даралт) нь савантай усны мембраныг агших үед түлхдэг.
Мембран агшсаны дараа доторх агаар (хоёр мембраны хооронд гацсан агаар) мөн шахагдаж, агшилт зогсох хүртэл мембраны доторх агаарын даралтыг нэмэгдүүлдэг. Өөрөөр хэлбэл, агшилт зогсоход мембраны хоорондох агаарын даралт нь атмосферийн даралт + мембраныг агшуулдаг гадаргуугийн таталцлын хүчтэй тэнцүү байна.
Тэгэхээр цоргоноос гарч буй шүүдрийн дусал эсвэл усны дусал яах вэ? Эдгээр нь үндсэндээ адилхан, учир нь гол шалтгаан нь гадаргуугийн хурцадмал байдал юм. Савангийн хөөс нь хоёр гадаргуу дээрээ хоёр нимгэн мембрантай байдаг бол усны дусал нь зөвхөн нэг нимгэн мембрантай бөгөөд энэ нь дуслын гадна талд байдаг. Дотор тал нь усаар дүүрсэн байдаг. Дуслын гадна тал нь дотогшоо татагддаг. Үүний үр дүнд ус агшиж, гадаргуугийн талбайгаа багасгах хандлагатай байдаг. Гаднах атмосферийн даралт нь усны дуслыг шахахад тусалдаг. Усны дотор талын даралт нь атмосферийн даралт дээр усны мембраныг агшаах хүчийг нэмсэнтэй тэнцүү үед агшилт зогсдог.
