Siz hech qachon sham ko'rganmisiz? Umid qilamanki, undan foydalanasiz. Sham yonayotganida ko'rishimiz mumkin bo'lgan qiziqarli hodisalardan biri. Yonayotgan sham fitilining pastki qismi odatda har doim eritilgan mum bilan namlanadi (fitilda). Fitilda eritilgan mumning mavjudligi shamning uzoq vaqt yonishi mumkinligini anglatadi. Eritilgan mumning yonayotgan sham fitiliga qarab yuqoriga siljishiga nima sabab bo'ladi? Biz xuddi shu hodisani mash'alalarda ham kuzatishimiz mumkin.
Hayotimizdagi ko'plab qiziqarli narsalar sham va moy lampalarida sodir bo'ladigan hodisalarga o'xshaydi. Go'yo suyuqlikning oyoqlari bor, bu unga yuqoriga harakatlanishga imkon beradi. Buni ilmiy jihatdan tushuntirib bera olasizmi? Shamlar, moy lampalari va boshqa ko'plab shunga o'xshash hodisalarda sodir bo'ladigan hodisalarni tushuntira oladigan fizika tushunchalaridan biri kapillyarlikdir.
Birlashish va yopishish kuchlari
Kogeziya bir xil moddaning molekulalari orasidagi jozibadorlik kuchi, turli moddalarning molekulalari orasidagi jozibadorlik kuchi esa adgeziya deb ataladi. Masalan, agar biz stakanga suv quysak, suv molekulalari bir-birini tortganda, adgeziya esa suv molekulalari va shisha molekulalari bir-birini tortganda sodir bo'ladi.
Kontakt burchagi
Kapillyarlik tushunchasini chuqurroq o'rganishdan oldin, avvalo, yopishqoqlik va birlashtiruvchi kuchlarning kapillyarlikka qanday ta'sir qilishini tushunishimiz kerak. Masalan, stakandagi suyuqlikni ko'rib chiqaylik. Suyuq molekulalarning birlashtiruvchi kuchlari yopishqoqlik kuchlaridan (suyuqlik molekulalari va shisha molekulalari orasidagi tortishish kuchlari) kuchliroq bo'lganda, suyuqlik yuzasi yuqoriga qarab egiladi. Bunga misol qilib suv stakanda bo'lganda keltirish mumkin. Odatda suv stakan yuzasini namlaydi, deyiladi. Aksincha, agar yopishqoqlik kuchlari kuchliroq bo'lsa, suyuqlik yuzasi pastga qarab egiladi. Masalan, simob stakanda bo'lganda.
Egri chiziq hosil qilgan burchak kontakt burchagi deb ataladi. Suyuqlikning birikish kuchi yopishqoqlik kuchidan katta bo'lganda, hosil bo'lgan kontakt burchagi odatda 90° dan kam bo'ladi.o (a-rasm). Aksincha, agar yopishish kuchi suyuqlikning yopishish kuchidan katta bo'lsa, hosil bo'lgan kontakt burchagi 90 dan katta bo'ladi.o (b-rasm). Yopishqoqlik va koeffitsient kuchlarini nazariy jihatdan hisoblash qiyin, ammo kontakt burchagini o'lchash mumkin. Kapillyarlik bilan qanday bog'liqlik bor?
Kapillyarlik tushunchasi
Agar suyuqlikning yopishish kuchi yopishish kuchidan katta bo'lsa, suyuqlik yuzasi yuqoriga egiladi. Yupqa naycha yoki trubani (idishdan kichikroq diametrli quvur) joylashtirganimizda, suyuqlikning yuqoriroq qismi hosil bo'ladi. Boshqacha qilib aytganda, idishdagi suyuqlik quvur ustuni orqali ko'tariladi. Buning sababi, naycha devori bo'ylab umumiy sirt tarangligi kuchi yuqoriga ta'sir qilishidir. Suyuqlik erisha oladigan maksimal balandlik, sirt tarangligi kuchi quvurdagi suyuqlikning og'irligiga teng yoki teng bo'lganda bo'ladi. Shuning uchun, suyuqlik faqat sirt tarangligi kuchi quvurdagi suyuqlikning og'irligi bilan muvozanatlangan balandlikka ko'tarilishi mumkin.
Aksincha, agar yopishqoqlik kuchi suyuqlikning birikish kuchidan kattaroq bo'lsa, suyuqlik yuzasi pastga egiladi. Yupqa naycha yoki trubani (idishdan kichikroq diametrli quvur) joylashtirganimizda, suyuqlikning pastki qismi hosil bo'ladi (quyidagi rasmga qarang).
Bu ta'sir kapillyar harakat yoki kapillyarlik deb nomlanadi va bu yupqa naychalar kapillyar naychalar deb ataladi. Shuni ta'kidlash kerakki, bizning eng kichik qon tomirlarimizni kapillyar naychalar deb ham atash mumkin, chunki bu mayda tomirlardagi qon aylanishi ham kapillyar effekti tufayli yuzaga keladi. Xuddi shunday, mum yoki kerosinning fitil orqali ko'tarilishi fenomeni ham yaqqol ko'rinib turibdi. Bundan tashqari, kapillyarlik suv va ozuqa moddalarining ildizlardan barglarga mayda ksilema tomirlari orqali harakatlanishida muhim rol o'ynaydi, deb ishoniladi. Kapilyarliksiz tuproq yuzasi yomg'ir yoki sug'orishdan keyin darhol qurib qoladi. Kapilyarlikning yana bir muhim ta'siri tuproq zarralari orasidagi bo'shliqlarda suvning saqlanishidir.
Kapillyarlik tenglamasi
Kapillyar naycha ustuni orqali ko'tarilayotgan suvning balandligini qanday aniqlash mumkin? Suyuqlik ustun ichida ko'tarilayotganga o'xshaydi. 
radiusi r ga teng bo'lgan kapillyar naycha h balandlikda. Suyuqlikni h balandlikda ushlab turishda rol o'ynaydigan kuch vertikal yo'nalishdagi sirt taranglik kuchining tarkibiy qismidir: F cos teta.
Kapillyar naychaning yuqori qismi ochiq, shuning uchun atmosfera bosimi suyuqlik yuzasiga ta'sir qiladi. Suyuqlik va naycha orasidagi aloqa yuzasining uzunligi 2 phir (aylananing atrofi) ga teng. Shuning uchun, aloqa yuzasi bo'ylab ta'sir qiluvchi sirt taranglik kuchining vertikal komponentining kattaligi quyidagicha:
Agar suyuqlik yuzasining yuqoriga qarab egri chizig'i hisobga olinmasa, u holda quvurdagi suyuqlik hajmi quyidagicha bo'ladi:
Suyuqlik hajmi = Quvur yuzasi maydoni x Suyuqlik balandligi
V = A h
V = (π r 2 ) h
Agar sirt taranglik kuchining vertikal komponenti kapillyar naychadagi suyuqlik ustunining og'irligi bilan muvozanatlangan bo'lsa, u holda suyuqlik boshqa ko'tarila olmaydi. Boshqacha qilib aytganda, sirt taranglik kuchining vertikal komponenti h balandlikdagi suyuqlikning og'irligi bilan muvozanatlanganda, suyuqlik maksimal balandlikka etadi. Sirt taranglik kuchining vertikal komponenti quyidagicha:
F = γ 2 π r cos θ
Shu bilan birga, kapillyar naychadagi suyuqlikning og'irligi quyidagicha:
w = mg
w = ρ V g
w = ρ (π r 2 soat ) g
Suyuqlik maksimal balandlikka (h) yetganda, sirt taranglik kuchining vertikal komponenti kapillyar naychadagi suyuqlikning og'irligiga teng bo'lishi kerak. Matematik jihatdan quyidagicha yoziladi:
Bu biz izlayotgan tenglama. Agar siz suyuq ustunning balandligini aniqlamoqchi bo'lsangiz, iltimos, ushbu tenglamadan foydalaning.
