Forza ta' Koeżjoni u Adeżjoni
Il-forza ta' koeżjoni hija forza ta' attrazzjoni bejn molekuli f'sustanza simili, filwaqt li forza ta' attrazzjoni bejn molekuli ta' sustanza mhux ugwali tissejjaħ il-Forza ta' Adeżjoni. Pereżempju, inferrgħu l-ilma ġo tazza. Il-koeżjoni sseħħ meta l-molekuli tal-ilma jattiraw lil xulxin, filwaqt li l-adeżjoni sseħħ meta l-molekuli tal-ilma u l-molekuli tal-ħġieġ jattiraw lil xulxin.
Angolu ta' kuntatt
Qabel ma nitgħallmu l-kunċett tal-Kapillarità, l-ewwel nifhmu kif l-influwenza tal-forza tal-adeżjoni u l-forza tal-koeżjoni fuq il-kapillarità. Pereżempju, nirrevedu l-likwidu f'ħġieġ. Meta l-forza tal-koeżjoni tal-molekula likwida tkun aktar b'saħħitha mill-forza tal-adeżjoni (il-forza tal-ġbid bejn il-molekula likwida u l-molekula tal-ħġieġ) il-wiċċ tal-likwidu jifforma kurva 'l fuq. Eżempju ta' dan il-każ huwa meta l-ilma jkun f'ħġieġ. Normalment, jingħad li l-ilma jixxarrab il-wiċċ tal-ħġieġ. Bil-maqlub, jekk il-forza tal-adeżjoni tkun aktar b'saħħitha, allura l-wiċċ tal-likwidu jitgħawweġ 'l isfel. Pereżempju, meta l-merkurju jkun f'ħġieġ.
L-angolu ffurmat mill-kurva jissejjaħ l-angolu tal-kuntatt. Meta l-forza ta' koeżjoni tal-fluwidu tkun ogħla mill-forza ta' adeżjoni, l-angolu tal-kuntatt maħluq ġeneralment ikun iżgħar minn 90°.o (figura a). Bil-maqlub, jekk il-forza tal-adeżjoni hija ogħla mill-forza tal-koeżjoni tal-fluwidu, l-angolu tal-kuntatt maħluq huwa akbar minn 90o (figura b). Il-forzi ta' adeżjoni u l-forzi ta' koeżjoni huma teoretikament diffiċli biex jiġu kkalkulati, iżda l-angoli ta' kuntatt jistgħu jitkejlu. X'għandu x'jaqsam mal-kapillarità?
Kunċett ta' kapillarità
Jekk il-forza ta' koeżjoni tal-fluwidu tkun akbar mill-forza ta' adeżjoni, il-wiċċ tal-likwidu jitgħawweġ 'il fuq. Meta ndaħħlu tubu jew pajp irqiq (pajp li d-dijametru tiegħu huwa iżgħar mill-kontenitur), il-likwidu fil-kontenitur jogħla mill-kolonna tal-pajp. Dan għaliex il-forza tat-tensjoni totali tal-wiċċ tul il-ħajt tat-tubu taħdem 'il fuq. L-għoli massimu li likwidu jista' jikseb huwa meta l-forza tat-tensjoni tal-wiċċ tkun ugwali għall-piż tal-likwidu fil-pajp. Għalhekk, il-likwidu jista' jogħla biss sa għoli fejn il-forza tat-tensjoni tal-wiċċ tkun ibbilanċjata mal-piż tal-likwidu fil-pajp.
Bil-maqlub, jekk il-forza tal-adeżjoni tkun akbar mill-forza tal-koeżjoni tal-fluwidu, il-wiċċ tal-likwidu se jitgħawweġ 'l isfel. Meta ndaħħlu tubu jew pajp irqiq (pajp b'dijametru iżgħar mill-kontenitur), dan se jifforma parti aktar baxxa tal-likwidu (ara l-istampa hawn taħt).
Dan l-effett huwa magħruf bħala l-kapillari, u l-pajp irqiq jissejjaħ it-tubu kapillari. Żomm f'moħħok li l-iżgħar vini tad-demm tagħna jistgħu jissejħu wkoll pajpijiet kapillari għaliex iċ-ċirkolazzjoni tad-demm fil-vini żgħar tad-demm isseħħ ukoll minħabba l-effetti tal-kapillari. Bl-istess mod, il-fenomenu tat-tidwib li qed jiżdied tax-xama' jew tal-pitrolju permezz tal-assi. Barra minn hekk, il-kapillarità hija maħsuba wkoll li għandha rwol essenzjali fil-passaġġ tal-ilma u sustanzi nutrittivi mill-għeruq għall-weraq permezz tal-vini tax-xilema. Jekk ma jkunx hemm kapillarità, il-wiċċ tal-ħamrija jinxef immedjatament wara x-xita. Effett sinifikanti ieħor tal-kapillarità huwa ż-żamma tal-ilma fid-distakki bejn il-partiċelli tal-ħamrija.
Ekwazzjoni tal-kapillarità
Kif nistgħu niddeterminaw l-għoli tal-ilma li qed jitla’ mill-kolonna tal-pajp kapillari? Il-likwidu li qed jitla’ fil-kolonna tal-pajp kapillari, li għandha raġġ r sal-għoli h. Il-forza li taġixxi biex iżżomm il-likwidu fl-għoli h hija l-komponent tal-forza tat-tensjoni tal-wiċċ fid-direzzjoni vertikali: F cos θ.
Il-parti ta' fuq tat-tubu kapillari hija miftuħa sabiex ikun hemm pressjoni atmosferika fuq il-wiċċ tal-likwidu. It-tul tal-wiċċ tal-kuntatt bejn il-likwidu u l-pajp huwa 2πr (ċirkonferenza). Għalhekk, il-kobor tal-forza tat-tensjoni tal-wiċċ tal-komponenti vertikali li jaħdmu tul il-wiċċ tal-kuntatt huma:
F = Forza tat-tensjoni tal-wiċċ, γ = Tensjoni tal-wiċċ, r = raġġ tat-tubu kapillari, θ = Angolu tal-kuntatt
Jekk il-wiċċ mgħawweġ 'il fuq jiġi injorat, il-volum tal-likwidu fil-pajp huwa:
Volum tal-fluwidu = l-erja tal-wiċċ tal-pajp x-għoli tal-likwidu
V = Ah
V = (π r² ) h
Jekk il-komponent vertikali tal-Forza tat-Tensjoni tal-Wiċċ ikun ibbilanċjat mal-piż tal-kolonna tal-likwidu fit-tubu kapillari, allura l-likwidu ma jistax jerġa' jogħla. Fi kliem ieħor, il-likwidu jilħaq l-għoli massimu tiegħu, jekk il-komponent vertikali tal-forza tat-tensjoni tal-wiċċ ikun ibbilanċjat mal-piż tal-likwidu, sa h. Il-komponent vertikali tal-forza tat-tensjoni tal-wiċċ huwa:
F = γ 2 π r cos θ
Filwaqt li l-piż tal-likwidu fil-pajp kapillari huwa:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r 2 h) g
Meta l-likwidu jilħaq l-għoli massimu tiegħu (h), il-komponent vertikali tal-forza tat-tensjoni tal-wiċċ irid ikun ugwali għall-piż tal-likwidu fit-tubu kapillari. Matematikament, miktub:
Din hija l-ekwazzjoni li qed infittxu. Jekk trid tiddetermina l-għoli tal-kolonna tal-likwidu, jekk jogħġbok ikkunsidra li tuża din l-ekwazzjoni.
