קאַפּילאַריטעט

האָט איר שוין אַמאָל געזען אַ ליכט? איך האָף איר וועט עס נוצן. איין אינטערעסאַנטע דערשיינונג קענען מיר זען ווען אַ ליכט ברענט. דער דנאָ פון אַ ברענענדיק ליכט-נאָך איז געוויינטלעך שטענדיק נאַס מיט געשמאָלצן וואַקס (אויפן נאָך). די בייַזייַן פון געשמאָלצן וואַקס אויפן נאָך מיינט אַז די ליכט קען ברענען פֿאַר אַ לאַנגע צייט. וואָס איז די סיבה פֿאַר דעם אַז געשמאָלצן וואַקס זאָל זיך באַוועגן אַרויף צו דעם ברענענדיקן ליכט-נאָך? מיר קענען באַמערקן די זעלבע דערשיינונג אין פאַקלען.

אסאך אינטערעסאנטע זאכן אין אונדזער לעבן זענען ענלעך צו די דערשיינונגען וואָס פּאַסירן אין ליכט און אויל לאָמפּן. עס איז ווי די פליסיקייט האט פיס, וואָס לאָזט איר זיך באַוועגן אַרויף. קענט איר דאָס דערקלערן וויסנשאַפֿטלעך? איין פיזיק באַגריף וואָס קען דערקלערן די דערשיינונגען וואָס פּאַסירן אין ליכט, אויל לאָמפּן און פילע אַנדערע פֿאַרבונדענע דערשיינונגען איז קאַפּילאַריטעט.

קאָוכיזשאַן און אַדהעזשאַן כוחות

קאָוכיזשאַן איז די אַטראַקטיוו קראַפט צווישן מאָלעקולן פון דער זעלביקער סאַבסטאַנץ, בשעת די אַטראַקטיוו קראַפט צווישן מאָלעקולן פון פאַרשידענע סאַבסטאַנסן ווערט גערופן אַדכיזשאַן. למשל, אויב מיר גיסן וואַסער אין אַ גלאָז, פּאַסירט קאָוכיזשאַן ווען וואַסער מאָלעקולן ציען זיך איינער דעם אַנדערן, בשעת אַדכיזשאַן פּאַסירט ווען וואַסער מאָלעקולן און גלאָז מאָלעקולן ציען זיך איינער דעם אַנדערן.

קאָנטאַקט ווינקל

איידער מיר גייען אריין אין דעם קאנצעפט פון קאפילאריטעט, מוזן מיר ערשט פארשטיין ווי אזוי קלעבעדיגע און קאוכעזיווע כוחות האבן אן איינפלוס אויף קאפילאריטעט. למשל, באטראכט א פליסיקייט אין א גלאז. ווען די קאוכעזיווע כוחות פון די פליסיקייט מאלעקולן זענען שטארקער ווי די קלעבעדיגע כוחות (די אטראקטיווע כוחות צווישן די פליסיקייט מאלעקולן און די גלאז מאלעקולן), וועט די ייבערפלאך פון דער פליסיקייט זיך בייגן ארויף. א ביישפיל דערפון איז ווען וואסער איז אין א גלאז. מען זאגט געווענליך אז וואסער נאסט די ייבערפלאך פון גלאז. פארקערט, אויב די קלעבעדיגע כוחות זענען שטארקער, וועט די ייבערפלאך פון דער פליסיקייט זיך בייגן אראפ. למשל, ווען קוועקזילבער איז אין א גלאז.

דער ווינקל וואָס ווערט געשאַפֿן דורך דער קרומקייט ווערט גערופֿן דער קאָנטאַקט ווינקל. ווען די קאָוכיזיוו קראַפט פֿון דער פֿליסיקייט איז גרעסער ווי די קלעפּיקע קראַפט, איז דער קאָנטאַקט ווינקל וואָס ווערט געשאַפֿן בכלל ווייניקער ווי 90°.^o (בילד א). פארקערט, אויב די אדכעזיע קראַפט איז גרעסער ווי די פליסיק קאָוכיזשאַן קראַפט, דעמאָלט איז דער קאָנטאַקט ווינקל וואָס ווערט געשאַפֿן גרעסער ווי 90^o (פיגור ב). אַדכעזשאַן און קאָוכיזשאַן כוחות זענען טעאָרעטיש שווער צו רעכענען, אָבער דער קאָנטאַקט ווינקל קען געמאָסטן ווערן. וואָס איז די שייכות מיט קאַפּילאַריטעט?

דער באַגריף פון קאַפּילאַריטעט

אויב די קאָוכיזיוו קראַפט פון אַ פליסיקייט איז גרעסער ווי די קלעפּיקע קראַפט, וועט די ייבערפלאַך פון דער פליסיקייט זיך בייגן אַרויף. ווען מיר שטעלן אַרײַן אַ דין רער אָדער פּייפּער (אַ רער מיט אַ קלענערן דיאַמעטער ווי דער קאַנטיינער), וועט אַ העכערער טייל פון דער פליסיקייט זיך פֿאָרמירן. מיט אַנדערע ווערטער, די פליסיקייט אין קאַנטיינער גייט אַרויף דורך דער זייל פון דער רער. דאָס איז ווײַל די גאַנצע ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט צוזאמען דער רער וואַנט אַרבעט אַרויף. די מאַקסימום הייך וואָס אַ פליסיקייט קען דערגרייכן איז ווען די ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט איז גלייך צו אָדער גלייך צו דעם וואָג פון דער פליסיקייט אין דער רער. דעריבער, קען די פליסיקייט נאָר גיין אַרויף צו אַ הייך וווּ די ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט איז באַלאַנסירט דורך דעם וואָג פון דער פליסיקייט אין דער רער.

פארקערט, אויב די קלעפּ-קראַפט איז גרעסער ווי די קאָוכיזיוו-קראַפט פון דער פליסיקייט, וועט די ייבערפלאַך פון דער פליסיקייט זיך בייגן אַראָפּ. ווען מיר שטעלן אַרײַן אַ דין רער אָדער רער (אַ רער מיט אַ קלענערן דיאַמעטער ווי דער קאַנטיינער), וועט זיך פֿאָרמירן אַ נידעריקער טייל פון דער פליסיקייט (זעט דאָס בילד אונטן).

די ווירקונג איז באַקאַנט ווי קאַפּילאַר באַוועגונג, אדער קאַפּילאַריטעט, און די דינע רערן ווערן גערופן קאַפּילאַרע רערן. עס איז ווערט צו באַמערקן אַז אונדזערע קלענסטע בלוט כלים קענען אויך ווערן גערופן קאַפּילאַרע רערן, ווייל בלוט צירקולאַציע אין די קליינע כלים איז אויך רעכט צו דעם קאַפּילאַרן ווירקונג. ענלעך, די דערשיינונג פון צעשמעלצן וואַקס אדער קעראָסין וואָס שטייגן דורך אַ וויק איז אויך קענטיק. דערצו, קאַפּילאַריטעט ווערט געגלויבט צו שפּילן אַ וויכטיקע ראָלע אין דער באַוועגונג פון וואַסער און נוטריאַנץ פון די וואָרצלען צו די בלעטער דורך די קליינע קסילעם כלים. אָן קאַפּילאַריטעט, וואָלט די באָדן ייבערפלאַך אויסטריקענען גלייך נאָך רעגן אדער באַוואַסערונג. אן אנדער וויכטיקער ווירקונג פון קאַפּילאַריטעט איז די ריטענשאַן פון וואַסער אין די שפּאַלטן צווישן באָדן פּאַרטיקלען.

קאַפּילאַריטעט גלייכונג

ווי אזוי קען מען באַשטימען די הייך פון וואַסער וואָס שטייגט דורך אַ קאַפּילאַר רער זייַל? די פליסיקייט שיינט צו שטייגן אין דער זייַל. קאַפּילאַר רער וואָס האָט אַ ראַדיוס r ביז אַ הייך h. די קראַפט וואָס שפּילט אַ ראָלע אין האַלטן די פליסיקייט ביי אַ הייך h איז די קאָמפּאָנענט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט אין דער ווערטיקאַלער ריכטונג: F קאָס טעטאַ.

די שפּיץ פֿון דער קאַפּילאַרער רער איז אָפֿן, אַזוי ווערט אַטמאָספֿערישער דרוק אויסגעאיבט אויף דער ייבערפֿלאַך פֿון דער פֿליסיקייט. די לענג פֿון דער קאָנטאַקט־ייבערפֿלאַך צווישן דער פֿליסיקייט און דער רער איז 2 phi r (דער אַרומקרייז פֿון דעם קרייז). דעריבער, די גרייס פֿון דער ווערטיקאַלער קאָמפּאָנענט פֿון דער ייבערפֿלאַך־שפּאַנונג־קראַפֿט וואָס אַקטירט אויף דער קאָנטאַקט־ייבערפֿלאַך איז:

אויב די אויפשטייגנדיקע קורווע פון ​​דער פליסיקער ייבערפלאַך ווערט איגנאָרירט, דעמאָלט איז דער באַנד פון פליסיקייט אין דער רער:

באַנד פון פליסיקייט = ייבערפלאַך שטח פון רער x הייך פון פליסיקייט

V = אַה

V = (π r² ⁾ h

אויב די ווערטיקאַלע קאָמפּאָנענט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט איז באַלאַנסירט מיט דעם וואָג פון דער פליסיק זייל אין דער קאַפּילאַר רער, דעמאָלט קען די פליסיקייט נישט ווייטער ארויפגיין. מיט אַנדערע ווערטער, די פליסיקייט וועט דערגרייכן איר מאַקסימום הייך, ווען די ווערטיקאַלע קאָמפּאָנענט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט איז באַלאַנסירט מיט דעם וואָג פון דער פליסיקייט ביי הייך h. די ווערטיקאַלע קאָמפּאָנענט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט איז:

F = γ²πr cos θ

דערווייל, די וואָג פון דער פליסיקייט אין דער קאַפּילאַרער רער איז:

וו = מג

w = ρ V g

w = ρ (π r² ^h ) g

ווען די פליסיקייט דערגרייכט איר מאקסימום הייך (h), מוז די ווערטיקאַלע קאָמפּאָנענט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט זיין גלייך צום וואָג פון דער פליסיקייט אין דער קאַפּילאַר רער. מאַטעמאַטיש, ווערט עס געשריבן:

דאָס איז די גלייכונג וואָס מיר זוכן. אויב איר ווילט באַשטימען די הייך פון אַ פליסיקער זייל, ביטע ניצט די גלייכונג.