කේශනාලිකා

ඔයා කවදා හරි ඉටිපන්දමක් දැකලා තියෙනවද? බලාපොරොත්තු වෙනවා ඔයා ඒක පාවිච්චි කරයි කියලා. ඉටිපන්දමක් දැල්වෙනකොට අපිට දකින්න පුළුවන් රසවත් සංසිද්ධියක්. දැවෙන ඉටිපන්දම් දැලක පතුල සාමාන්‍යයෙන් උණු කළ ඉටි වලින් තෙත් වෙලා (දැල් මත). ඉටිපන්දම මත උණු කළ ඉටි තිබීමෙන් අදහස් වන්නේ ඉටිපන්දම දිගු කාලයක් දැල්විය හැකි බවයි. උණු කළ ඉටි දැවෙන ඉටිපන්දම් දැල්වීම දෙසට ඉහළට ගමන් කිරීමට හේතුව කුමක්ද? පන්දම් වලත් ඒ සංසිද්ධියම අපට නිරීක්ෂණය කළ හැකියි.

අපේ ජීවිතයේ බොහෝ රසවත් දේවල් ඉටිපන්දම් සහ තෙල් ලාම්පු වල සිදුවන සංසිද්ධි වලට සමානයි. එය හරියට දියරයට කකුල් ඇති අතර එය ඉහළට ගමන් කිරීමට ඉඩ සලසයි. ඔබට මෙය විද්‍යාත්මකව පැහැදිලි කළ හැකිද? ඉටිපන්දම්, තෙල් ලාම්පු සහ තවත් බොහෝ ආශ්‍රිත සංසිද්ධිවල සිදුවන සංසිද්ධි පැහැදිලි කළ හැකි එක් භෞතික විද්‍යාත්මක සංකල්පයක් වන්නේ කේශනාලිකා බවයි.

ඒකාබද්ධතාවය සහ ඇලවුම් බලවේග

සංයුජතාව යනු එකම ද්‍රව්‍යයේ අණු අතර ආකර්ශනීය බලය වන අතර, විවිධ ද්‍රව්‍යවල අණු අතර ආකර්ශනීය බලය ඇලවීම ලෙස හැඳින්වේ. උදාහරණයක් ලෙස, අපි වීදුරුවකට ජලය වත් කළහොත්, ජල අණු එකිනෙක ආකර්ෂණය වන විට සංයුජතාව ඇති වන අතර, ජල අණු සහ වීදුරු අණු එකිනෙක ආකර්ෂණය වන විට ඇලීම ඇති වේ.

සම්බන්ධතා කෝණය

කේශනාලිකා සංකල්පය ගැඹුරට යාමට පෙර, ඇලවුම් සහ සංයුති බලවේග කේශනාලිකා වලට බලපාන්නේ කෙසේදැයි අප මුලින්ම තේරුම් ගත යුතුය. උදාහරණයක් ලෙස, වීදුරුවක ඇති ද්‍රවයක් සලකා බලන්න. ද්‍රව අණු වල සංයුති බලවේග ඇලවුම් බලවේගවලට වඩා (ද්‍රව අණු සහ වීදුරු අණු අතර ඇති ආකර්ශනීය බලවේග) ශක්තිමත් වන විට, ද්‍රවයේ මතුපිට ඉහළට වක්‍ර වේ. මෙයට උදාහරණයක් වන්නේ ජලය වීදුරුවක ඇති විටය. ජලය වීදුරුවේ මතුපිට තෙත් කරන බව සාමාන්‍යයෙන් කියනු ලැබේ. අනෙක් අතට, සංයුති බලවේග ශක්තිමත් නම්, ද්‍රවයේ මතුපිට පහළට වක්‍ර වේ. උදාහරණයක් ලෙස, රසදිය වීදුරුවක ඇති විට.

වක්‍රය මගින් සාදන ලද කෝණය ස්පර්ශ කෝණය ලෙස හැඳින්වේ. ද්‍රවයේ සංයුති බලය ඇලවුම් බලයට වඩා වැඩි වූ විට, සාදන ලද ස්පර්ශ කෝණය සාමාන්‍යයෙන් 90° ට වඩා අඩුය.^o (රූපය a). ප්‍රතිවිරුද්ධව, ඇලවුම් බලය තරල සංයෝජන බලයට වඩා වැඩි නම්, සාදන ලද ස්පර්ශ කෝණය 90 ට වඩා වැඩි වේ.^o (රූපය b). ඇලවුම් සහ ඒකාබද්ධ කිරීමේ බල න්‍යායාත්මකව ගණනය කිරීම දුෂ්කර නමුත් ස්පර්ශ කෝණය මැනිය හැකිය. කේශනාලිකා සමඟ ඇති සම්බන්ධතාවය කුමක්ද?

කේශනාලිකා සංකල්පය

ද්‍රවයක සංයුති බලය ඇලවුම් බලයට වඩා වැඩි නම්, ද්‍රවයේ මතුපිට ඉහළට වක්‍ර වේ. අපි තුනී නලයක් හෝ පයිප්පයක් (බහාලුමට වඩා කුඩා විෂ්කම්භයක් සහිත පයිප්පයක්) ඇතුළු කළ විට, ඉහළ ද්‍රව කොටසක් සාදනු ලැබේ. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, බහාලුම්වල ඇති ද්‍රවය පයිප්පයේ තීරුව හරහා ඉහළ යයි. මෙයට හේතුව නල බිත්තිය දිගේ මුළු පෘෂ්ඨික ආතති බලය ඉහළට ක්‍රියා කරන බැවිනි. ද්‍රවයකට ළඟා විය හැකි උපරිම උස වන්නේ පෘෂ්ඨික ආතති බලය පයිප්පයේ ඇති ද්‍රවයේ බරට සමාන හෝ සමාන වූ විටය. එමනිසා, ද්‍රවයට ඉහළ යා හැක්කේ පයිප්පයේ ඇති ද්‍රවයේ බරින් පෘෂ්ඨික ආතති බලය සමතුලිත වන උසකට පමණි.

අනෙක් අතට, ඇලවුම් බලය ද්‍රවයේ සංයුති බලයට වඩා වැඩි නම්, ද්‍රවයේ මතුපිට පහළට වක්‍ර වේ. අපි තුනී නලයක් හෝ පයිප්පයක් (බහාලුමට වඩා කුඩා විෂ්කම්භයක් සහිත පයිප්පයක්) ඇතුළු කළ විට, ද්‍රවයේ පහළ කොටසක් සාදනු ලැබේ (පහත රූපය බලන්න).

මෙම බලපෑම කේශනාලිකා චලනය හෝ කේශනාලිකා ලෙස හැඳින්වෙන අතර මෙම තුනී නල කේශනාලිකා නල ලෙස හැඳින්වේ. අපගේ කුඩාම රුධිර වාහිනී කේශනාලිකා නල ලෙසද හැඳින්විය හැකි බව සඳහන් කිරීම වටී, මන්ද මෙම කුඩා භාජන වල රුධිර සංසරණය ද කේශනාලිකා ආචරණය නිසා ය. ඒ හා සමානව, ඉටි හෝ භූමිතෙල් දියවීම, කඩුල්ලක් හරහා ඉහළට නැගීමේ සංසිද්ධිය ද පැහැදිලි වේ. තවද, කුඩා සයිලම් භාජන හරහා මුල්වල සිට කොළ දක්වා ජලය සහ පෝෂ්‍ය පදාර්ථ චලනය කිරීමේදී කේශනාලිකා වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බව විශ්වාස කෙරේ. කේශනාලිකා නොමැතිව, වැසි හෝ වාරිමාර්ගයෙන් පසු පස මතුපිට වහාම වියළී යනු ඇත. කේශනාලිකා වල තවත් වැදගත් බලපෑමක් වන්නේ පාංශු අංශු අතර හිඩැස්වල ජලය රඳවා තබා ගැනීමයි.

කේශනාලිකා සමීකරණය

කේශනාලිකා නල තීරුවක් හරහා ජලය ඉහළ යන උස අපට තීරණය කළ හැක්කේ කෙසේද? තීරුවේ ද්‍රවය ඉහළ යන බව පෙනේ. උස h දක්වා අරය r ඇති කේශනාලිකා නළය. ද්‍රවය උස h හි රඳවා තබා ගැනීමේදී කාර්යභාරයක් ඉටු කරන බලය සිරස් දිශාවට පෘෂ්ඨික ආතති බලයේ සංරචකයයි: F cos theta.

කේශනාලිකා නලයේ ඉහළ කොටස විවෘතව පවතින බැවින්, ද්‍රවයේ මතුපිටට වායුගෝලීය පීඩනය යොදනු ලැබේ. ද්‍රවය සහ නළය අතර ස්පර්ශ පෘෂ්ඨයේ දිග 2 phi r (රවුමේ පරිධිය) වේ. එබැවින්, ස්පර්ශ පෘෂ්ඨය දිගේ ක්‍රියා කරන පෘෂ්ඨික ආතති බලයේ සිරස් සංරචකයේ විශාලත්වය:

ද්‍රව පෘෂ්ඨයේ ඉහළට යන වක්‍රය නොසලකා හැරියහොත්, පයිප්පයේ ඇති ද්‍රව පරිමාව වනුයේ:

ද්‍රව පරිමාව = පයිප්පයේ මතුපිට වර්ගඵලය x ද්‍රවයේ උස

V = A ඌ

V = (π r ² ) h

පෘෂ්ඨික ආතති බලයේ සිරස් සංරචකය කේශනාලිකා නළයේ ද්‍රව තීරුවේ බර සමඟ සමතුලිත නම්, ද්‍රවයට තවදුරටත් ඉහළට යා නොහැක. වෙනත් වචන වලින් කිවහොත්, පෘෂ්ඨික ආතති බලයේ සිරස් සංරචකය h උසින් ද්‍රවයේ බර සමඟ සමතුලිත වූ විට ද්‍රවය එහි උපරිම උසට ළඟා වේ. පෘෂ්ඨික ආතති බලයේ සිරස් සංරචකය වන්නේ:

එෆ් = γ 2 π ආර් කොස් θ

මේ අතර, කේශනාලිකා නළයේ ඇති ද්‍රවයේ බර:

w = mg

w = ρ V උ

w = ρ (π r ² h) g

ද්‍රවය එහි උපරිම උස (h) ට ළඟා වූ විට, පෘෂ්ඨික ආතති බලයේ සිරස් සංරචකය කේශනාලිකා නළයේ ද්‍රවයේ බරට සමාන විය යුතුය. ගණිතමය වශයෙන්, එය මෙසේ ලියා ඇත:

අපි සොයන සමීකරණය මෙයයි. ඔබට ද්‍රව තීරුවක උස තීරණය කිරීමට අවශ්‍ය නම්, කරුණාකර මෙම සමීකරණය භාවිතා කරන්න.