Qatt lgħabt bil-bżieżaq tas-sapun? Bżieżaq tas-sapun tondi. Komiku. Jistgħu jintefħu. Wara li jtiru, il-bżieżaq tas-sapun jinfaqgħu. Ara, huwa divertenti, logħba tat-tfulija. Għaliex il-bżieżaq tas-sapun huma tondi?
Jekk jogħġbok qum filgħodu, imbagħad innota l-weraq madwar id-dar. Osserva l-qtar tan-nida mwaħħlin mal-weraq. Huwa stramb; il-qtar tan-nida huma tondi. Kif jista' jkun hekk?
It-tensjoni tal-wiċċ isseħħ għaliex il-wiċċ tal-likwidu għandu t-tendenza li jissikka sabiex il-wiċċ jidher qisu membrana rqiqa. Dan huwa influwenzat mill-forza ta' koeżjoni bejn il-molekuli tal-ilma. Biex tifhem aħjar din l-ispjegazzjoni, ikkunsidra l-illustrazzjoni li ġejja. Nirrevedu l-likwidu f'kontenitur.
Ġewwa l-likwidu, kull molekula likwida hija mdawra b'molekuli oħra fuq kull naħa; iżda fuq il-wiċċ tal-likwidu, hemm biss molekuli likwidi taħthom. Fil-parti ta' fuq, m'hemm l-ebda molekula likwida oħra. Minħabba li l-molekula likwida tattira lil xulxin, hemm forza totali ta' żero fil-molekula li tinsab ġewwa l-likwidu. B'kuntrast, il-molekuli likwidi li jinsabu fuq il-wiċċ huma miġbuda mill-partiċelli tal-fluwidu li jinsabu fil-qiegħ. Bħala riżultat, fuq il-wiċċ tal-likwidu, hemm forza totali li hija diretta 'l isfel. Minħabba l-forza netta 'l isfel, il-likwidu li jinsab fuq il-wiċċ għandu t-tendenza li jnaqqas l-erja tal-wiċċ tiegħu, billi jiċkien kemm jista' jkun.
Dan iwassal biex is-saff likwidu fuq il-wiċċ jidher qisu mgħotti b'membrana elastika rqiqa. Dan il-fenomenu huwa magħruf bħala Tensjoni tal-Wiċċ.
[irp]
Meta l-klipp jitqiegħed bir-reqqa fuq il-wiċċ tal-ilma, il-molekuli tal-ilma li jinsabu fuq il-wiċċ jiġu ppressati ftit mill-gravità tal-klipp, sabiex il-molekuli tal-ilma li jinsabu taħt jagħtu l-forza ta' restawr biex isostnu l-klipp.
Fir-realtà, mhumiex biss klipps jew klipps tal-karti, iżda wkoll affarijiet oħra bħal labar. Jekk inpoġġu l-labra bir-reqqa 'l fuq mill-wiċċ tal-ilma, il-labra se titla' f'wiċċ l-ilma. It-tensjoni tal-wiċċ tal-likwidu hija wkoll ir-raġuni għaliex l-insetti jistgħu jgħumu fuq l-ilma.
L-Ekwazzjoni tat-Tensjoni tal-Wiċċ
Fid-diskussjoni preċedenti, studjajna l-kunċett tat-tensjoni tal-wiċċ b'mod kwalitattiv (m'hemm l-ebda ekwazzjoni matematika). Issa se nirrevedu t-tensjoni tal-wiċċ b'mod kwantitattiv. Biex ngħinuna niksbu l-ekwazzjoni tat-tensjoni tal-wiċċ, se nħarsu lejn wajer li huwa mgħawweġ biex jifforma l-ittra U. Wajer dritt ieħor huwa mwaħħal maż-żewġ saqajn tal-wajer U, fejn il-wajer dritt jista' jiġi mċaqlaq.
Jekk dan il-wajer jiddaħħal fis-sapun, wara li jitneħħa jifforma saff ta' ilma bis-sapun fuq il-wiċċ tal-wajer. Huwa bħal meta tilgħab bil-bżieżaq tas-sapun. Minħabba li l-wajer dritt jista' jiċċaqlaq u l-massa mhix kbira wisq, is-saff ta' ilma bis-sapun jagħti l-forza tat-tensjoni tal-wiċċ fuq il-wajer dritt sabiex il-wajer jitla' dritt 'il fuq. Biex il-wajer dritt ma jiċċaqlaqx (il-wajer ikun f'ekwilibriju), hija meħtieġa forza totali 'l isfel, fejn l-ammont tal-forza totali huwa F = w + T. Fil-bilanċ, F = il-forza tat-tensjoni tal-wiċċ li tinġarr mis-saff tas-sapun fuq il-wajer dritt.
Ejja ngħidu li t-tul ta' wajer dritt huwa l. Minħabba li s-saff ta' ilma bis-sapun li jmiss wajer dritt għandu żewġ uċuħ, il-forza tat-tensjoni tal-wiċċ iġġenerata mis-saff ta' ilma bis-sapun taħdem tul 2l. It-tensjoni tal-wiċċ fis-saff tas-sapun hija paragun bejn il-Forza tat-Tensjoni tal-Wiċċ (F) u t-tul tal-wiċċ li fih taħdem il-forza (d). F'dan il-każ, it-tul tal-wiċċ huwa 2l. Matematikament, miktub:
Minħabba li t-tensjoni tal-wiċċ hija l-proporzjon bejn il-forza tat-tensjoni tal-wiċċ u t-tul, l-unità tat-tensjoni tal-wiċċ hija Newton kull metru (N / m) jew dina kull ċentimetru (dina/cm).
Dawn li ġejjin huma xi valuri tat-Tensjoni tal-Wiċċ miksuba bbażati fuq esperimenti.
Abbażi tad-dejta tat-Tensjoni tal-Wiċċ, it-temperatura taffettwa l-valur tat-tensjoni tal-wiċċ tal-fluwidu. Ġeneralment meta jkun hemm żieda fit-temperatura, il-valur tat-tensjoni tal-wiċċ jonqos (Qabbel it-tensjoni tal-wiċċ tal-ilma f'kull temperatura. Ara t-tabella). Dan għaliex meta t-temperatura tiżdied, il-molekuli tal-likwidu jiċċaqalqu aktar malajr u b'hekk l-effett tal-interazzjoni bejn il-molekuli tal-fluwidu jonqos. Bħala riżultat, il-valur tat-tensjoni tal-wiċċ jonqos ukoll.
Applikazzjoni tal-Kunċetti tat-Tensjoni tal-Wiċċ fil-ħajja ta' kuljum
Qatt staqsejt, għaliex għandna naħslu l-ħwejjeġ bis-sapun? Il-problema hi li l-ħwejjeġ li naħslu huma tassew nodfa; l-ilma jrid jgħaddi minn qasma dejqa ħafna fil-fibri tal-ħwejjeġ. Għal din ir-raġuni, huwa neċessarju li tiżdied l-erja tal-wiċċ tal-ilma. Ukoll, dan huwa diffiċli ħafna li jsir minħabba t-tensjoni tal-wiċċ. Inevitabbilment il-valur tat-tensjoni tal-wiċċ irid jitnaqqas l-ewwel. Nistgħu nnaqqsu t-tensjoni tal-wiċċ billi nużaw ilma sħun. Iktar ma tkun għolja t-temperatura tal-ilma, aħjar għax, iktar ma tkun għolja t-temperatura tal-ilma, iżgħar tkun it-tensjoni tal-wiċċ (ara t-tabella). Din hija l-ewwel alternattiva u huwa metodu li rarament jintuża. Għażla oħra hija li tuża s-sapun.
F'temperatura ta' 20 ° C, il-valur tat-tensjoni tal-wiċċ tal-ilma bis-sapun huwa ta' 25.00 mN/m. Ipprova tqabbel bejn is-sapun u l-ilma sħun, liema huwa l-iżgħar valur tat-tensjoni tal-wiċċ? F'100 ° C, il-valur tat-tensjoni tal-wiċċ tal-ilma sħun = 58.90. F'temperatura ta' 20 ° C, il-valur tat-tensjoni tal-wiċċ tas-sapun huwa ta' 25.00 mN/m. Huwa aktar profittabbli li tuża s-sapun. Dak li huwa spjegat hawn fuq huwa biss wieħed mill-fatturi li jinfluwenzaw?
Għaliex il-bużżieqa tas-sapun jew tal-ilma hija tonda?
Il-bżieżaq tas-sapun jew il-qtar tal-ilma huma tondi għax huma affettwati mit-tensjoni tal-wiċċ. L-ewwel, niddiskutu l-bżieżaq tas-sapun. Il-bżieżaq tas-sapun għandhom żewġ membrani rqaq fuq il-wiċċ u bejniethom hemm saffi rqaq ta’ ilma.
Il-preżenza tat-tensjoni tal-wiċċ tikkawża li l-membrana tiċkien u għandha t-tendenza li tnaqqas l-erja tal-wiċċ tagħha. Meta l-membrana tal-ilma bis-sapun tiċkien u tipprova timminimizza l-erja tal-wiċċ tagħha, ikun hemm differenza fil-pressjoni tal-arja fuq barra tal-membrana (pressjoni atmosferika) u l-pressjoni tal-arja fuq ġewwa tas-saff. Il-pressjoni tal-arja li tinsab barra s-saff (pressjoni atmosferika) timbotta wkoll il-membrana tal-ilma bis-sapun meta tkun qed tiċkien għaliex il-pressjoni tal-arja fuq ġewwa tal-membrana hija iżgħar.
Wara li l-membrana tkun ikkuntrattat, l-arja ġewwa (l-arja maqbuda bejn iż-żewġ membrani) tiġi soppressa, u b'hekk tiżdied il-pressjoni tal-arja ġewwa s-saff sakemm ma jkunx hemm aktar kontrazzjoni. Fi kliem ieħor, meta ma jkunx hemm aktar kontrazzjoni, l-ammont ta' pressjoni tal-arja bejn il-membrani huwa l-istess bħall-pressjoni atmosferika + il-forza tat-tensjoni tal-wiċċ li tkemmex is-saff.
Imbagħad xi ngħidu dwar il-qtar tan-nida jew il-qtar tal-ilma li joħorġu mill-vit? L-istess għaliex il-kawża primarja hija t-tensjoni tal-wiċċ. Jekk il-bżieżaq tas-sapun ikollhom żewġ membrani rqaq fuq żewġ uċuħ, allura l-qtar tal-ilma jkollhom saff irqiq wieħed biss, li jkun fuq barra tal-qtar tal-ilma. Il-parti ta’ ġewwa tkun mimlija ilma. Minħabba l-forza ta’ koeżjoni, tinqala’ t-tensjoni tal-wiċċ. Il-parti ta’ barra tal-qatra ilma tinġibed ’il ġewwa. B’riżultat ta’ dan, l-ilma jiċkien u għandu t-tendenza li jnaqqas l-erja tal-wiċċ tiegħu. Il-pressjoni atmosferika li tkun barra trażżan ukoll il-qtar tal-ilma. Il-kontrazzjoni tieqaf meta l-pressjoni fuq ġewwa tal-ilma tkun ugwali għall-pressjoni atmosferika + il-forza tat-tensjoni tal-wiċċ li tikkonstrinġi l-membrana tal-ilma.
