ڪيپيلرٽي

هم آهنگي ۽ چپڪڻ جي قوت

هم آهنگي جي قوت هڪجهڙي مادي ۾ ماليڪيولن جي وچ ۾ هڪ ڪشش جي قوت آهي، جڏهن ته هڪ غير مساوي مادي جي ماليڪيولن جي وچ ۾ هڪ ڪشش جي قوت کي چپڪندڙ قوت سڏيو ويندو آهي. مثال طور، اسان هڪ گلاس ۾ پاڻي وجهون ٿا. هم آهنگي تڏهن ٿيندي آهي جڏهن پاڻي جا ماليڪيول هڪ ٻئي کي ڇڪيندا آهن، جڏهن ته چپڪندڙ تڏهن ٿيندي آهي جڏهن پاڻي جا ماليڪيول ۽ شيشي جا ماليڪيول هڪ ٻئي کي ڇڪيندا آهن.

رابطو زاويه

ڪيپيلرٽي جي تصور کي سکڻ کان اڳ، اسان پهريان سمجهون ٿا ته چپکڻ واري قوت ۽ هم آهنگي جي قوت جو ڪيپيلرٽي تي ڪيئن اثر پوي ٿو. مثال طور، اسان هڪ شيشي ۾ مائع جو جائزو وٺون ٿا. جڏهن مائع ماليڪيول جي هم آهنگي جي قوت چپکڻ واري قوت (مائع ماليڪيول ۽ شيشي جي ماليڪيول جي وچ ۾ ڇڪڻ واري قوت) کان وڌيڪ مضبوط هوندي آهي ته مائع جي مٿاڇري هڪ مٿي وارو وکر ٺاهيندي. هن صورت جي هڪ مثال اهو آهي جڏهن پاڻي هڪ گلاس ۾ هوندو آهي. عام طور تي، اهو چيو ويندو آهي ته پاڻي شيشي جي مٿاڇري کي پاڻي ڏئي ٿو. ان جي برعڪس، جيڪڏهن چپکڻ واري قوت وڌيڪ مضبوط آهي، ته پوءِ مائع جي مٿاڇري هيٺئين طرف وکر ڪندي. مثال طور، جڏهن پارو هڪ گلاس ۾ هوندو آهي.

وکر سان ٺهيل زاويه کي رابطي جو زاويه سڏيو ويندو آهي. جڏهن سيال جي هم آهنگي جي قوت چپکڻ واري قوت کان وڌيڪ هوندي آهي، ته پيدا ٿيندڙ رابطي جو زاويه عام طور تي 90 کان ننڍو هوندو آهي.^o (شڪل الف). ان جي ابتڙ، جيڪڏهن چپکڻ واري قوت سيال جي هم آهنگي واري قوت کان وڌيڪ آهي، ته پيدا ٿيل رابطي جو زاويه 90 کان وڌيڪ هوندو.^o (شڪل ب). چپکڻ واري قوتن ۽ هم آهنگي قوتن جو حساب ڪرڻ نظرياتي طور تي ڏکيو آهي، پر رابطي جي زاوين کي ماپي سگهجي ٿو. ان جو ڪيپيلرٽي سان ڇا تعلق آهي؟

ڪيپيلرٽي جو تصور

جيڪڏهن سيال جي هم آهنگي جي قوت چپکڻ واري قوت کان وڌيڪ آهي، ته مائع جي مٿاڇري مٿي طرف مڙي ويندي. جڏهن اسان هڪ پتلي ٽيوب يا پائپ (هڪ پائپ جنهن جو قطر ڪنٽينر کان ننڍو آهي) داخل ڪندا آهيون، ته ڪنٽينر ۾ مائع پائپ ڪالم ذريعي مٿي اڀرندو آهي. اهو ئي سبب آهي جو ٽيوب جي ڀت سان گڏ ڪل مٿاڇري جي ڇڪتاڻ جي قوت مٿي ڪم ڪري ٿي. وڌ ۾ وڌ اوچائي جيڪا مائع حاصل ڪري سگهي ٿي اها آهي جڏهن مٿاڇري جي ڇڪتاڻ جي قوت پائپ ۾ مائع جي وزن جي برابر هجي. تنهن ڪري، مائع صرف ان اوچائي تائين وڌي سگهي ٿو جتي مٿاڇري جي ڇڪتاڻ جي قوت پائپ ۾ مائع جي وزن سان متوازن هجي.

ان جي برعڪس، جيڪڏهن چپڪندڙ قوت سيال جي هم آهنگي قوت کان وڌيڪ آهي، ته مائع جي مٿاڇري هيٺئين طرف وکرندي. جڏهن اسان هڪ پتلي ٽيوب يا پائپ (ڪنٽينر کان ننڍو قطر وارو پائپ) داخل ڪندا آهيون، ته اهو مائع جو هيٺيون حصو ٺاهيندو (هيٺ ڏنل تصوير ڏسو).

هن اثر کي ڪيپيلري جي نالي سان سڃاتو وڃي ٿو، ۽ پتلي پائپ کي ڪيپيلري ٽيوب سڏيو ويندو آهي. ذهن ۾ رکو ته اسان جي ننڍين رت جي رڳن کي ڪيپيلري پائپ پڻ سڏيو وڃي ٿو ڇاڪاڻ ته ننڍين رت جي رڳن ۾ رت جي گردش پڻ ڪيپيلري جي اثرن جي ڪري ٿيندي آهي. ساڳئي طرح، محور ذريعي موم يا مٽي جي تيل جي پگھلڻ جو رجحان. ان کان علاوه، ڪيپيلريٽي کي پڻ مڃيو ويندو آهي ته پاڻي ۽ غذائي مواد کي جڙڙن کان پنن تائين زائلم ويڪريز ذريعي منتقل ڪرڻ ۾ هڪ ضروري ڪردار ادا ڪري ٿو. جيڪڏهن ڪيپيلريٽي نه هجي، ته مينهن کان پوءِ مٽي جي مٿاڇري فوري طور تي سڪي ويندي. ڪيپيلريٽي جو هڪ ٻيو اهم اثر مٽي جي ذرڙن جي وچ ۾ خالن ۾ پاڻي جي برقرار رکڻ آهي.

ڪيپيلرٽي مساوات

اسان ڪيپيلري پائپ ڪالم ذريعي پاڻي جي اوچائي ڪيئن طئي ڪري سگهون ٿا؟ ڪيپيلري پائپ ڪالم ۾ مائع اڀار، جنهن جو ريڊيس r اوچائي h تائين آهي. اوچائي h تي مائع کي رکڻ ۾ ڪم ڪندڙ قوت عمودي طرف مٿاڇري جي ڇڪتاڻ واري قوت جو جزو آهي: F cos θ.

ڪيپيلري ٽيوب جو مٿيون حصو کليل هوندو آهي ته جيئن مائع جي مٿاڇري تي هوا جو دٻاءُ هجي. مائع ۽ پائپ جي وچ ۾ رابطي واري مٿاڇري جي ڊيگهه 2πr (گود) آهي. تنهن ڪري، رابطي واري مٿاڇري سان گڏ ڪم ڪندڙ عمودي حصن جي مٿاڇري جي ڇڪتاڻ واري قوت جي شدت هي آهي:

F = مٿاڇري جي ڇڪتاڻ جي قوت، γ = مٿاڇري جي ڇڪتاڻ، r = ڪيپيلري ٽيوب جو ريڊيس، θ = رابطي جو زاويه

جيڪڏهن مڙيل مٿي واري مٿاڇري کي نظرانداز ڪيو وڃي، ته پائپ ۾ مائع جو مقدار آهي:

سيال جو مقدار = پائپ جي مٿاڇري جو علائقو x مائع جي اوچائي

وي = اي ايڇ

وي = (π ر ² ) ايڇ

جيڪڏهن مٿاڇري ٽينشن فورس جو عمودي جزو ڪيپيلري ٽيوب ۾ مائع ڪالم جي وزن سان متوازن آهي، ته پوءِ مائع ٻيهر نه ٿو وڌي سگهي. ٻين لفظن ۾، مائع پنهنجي وڌ ۾ وڌ اوچائي تي پهچي ويندو، جيڪڏهن مٿاڇري ٽينشن فورس جو عمودي جزو مائع جي وزن سان متوازن آهي، جيترو h. مٿاڇري ٽينشن فورس جو عمودي جزو آهي:

ايف = γ 2 π r ڪوس θ

جڏهن ته ڪيپيلري پائپ ۾ مائع جو وزن آهي:

w = ملي گرام

w = ρ وي جي

w = ρ (π r ² h) g

جڏهن مائع پنهنجي وڌ ۾ وڌ اوچائي (h) تي پهچي ٿو، ته مٿاڇري جي ڇڪتاڻ واري قوت جو عمودي جزو ڪيپيلري ٽيوب ۾ مائع جي وزن جي برابر هجڻ گهرجي. رياضي طور تي، لکيل:

هي اهو مساوات آهي جنهن کي اسين ڳولي رهيا آهيون. جيڪڏهن توهان مائع ڪالمن جي اوچائي طئي ڪرڻ چاهيو ٿا، مهرباني ڪري هن مساوات کي استعمال ڪرڻ تي غور ڪريو.