האסטו שוין אמאל געשפילט זייף-בלאזן? זייף-בלאז קייַלעכדיק. מאָדנע. קען ווערן אויפגעבלאָזן. נאָכן פליען, פּלאַצן זייף-בלאזן. וואַו, ס'איז שפּאַסיק, אַ קינדשאַפט שפּיל. פאַרוואָס איז זייף-בלאז קייַלעכדיק?
ביטע וועקט זיך אויף אינדערפרי, און באַמערקט די בלעטער אַרום דעם הויז. באַמערקט די טוי-טראָפּנס וואָס זענען צוגעבונדן צו די בלעטער. עס איז מאָדנע; טוי-טראָפּנס זענען קייַלעכדיק. ווי קען דאָס זיין אַזוי?
אויבערפלאַך שפּאַנונג פּאַסירט ווײַל די אויבערפלאַך פֿון דער פֿליסיקייט טענדירט זיך צו פֿאַרשטאַרקן אַזוי אַז די אויבערפלאַך זעט אויס ווי אַ דין מעמבראַן. דאָס ווערט באַאײַנפֿלוסט דורך דער קאָוכיזשאַן קראַפֿט צווישן וואַסער מאָלעקולן. כּדי בעסער צו פֿאַרשטיין די דערקלערונג, באַטראַכט די פֿאָלגנדיקע אילוסטראַציע. מיר באַטראַכטן די פֿליסיקייט אין אַ קאַנטיינער.
אינעווייניק פון דער פליסיקייט איז יעדע פליסיקע מאלעקול ארומגענומען מיט אנדערע מאלעקולן אויף יעדער זייט; אבער אויף דער ייבערפלאך פון דער פליסיקייט זענען נאר דא פליסיקע מאלעקולן אונטן. אויבן זענען נישטא קיין אנדערע פליסיקע מאלעקולן. ווייל די פליסיקע מאלעקולן ציט זיך איינע די אנדערע אן, איז דא א גאנצע קראפט פון נול אין דער מאלעקול וואס געפינט זיך אינעווייניג פון דער פליסיקייט. אין קאנטראסט, די פליסיקע מאלעקולן וואס געפינען זיך אויף דער ייבערפלאך ווערן געצויגן דורך די פליסיקייט טיילכלעך וואס געפינען זיך אויף דער אונטערשטער זייט. אלס רעזולטאט, אויף דער ייבערפלאך פון דער פליסיקייט איז דא א גאנצע קראפט וואס איז געריכטעט אראפ. צוליב דער נעץ קראפט אראפ, טענדירט די פליסיקייט וואס געפינט זיך אויף דער ייבערפלאך צו פארקלענערן איר ייבערפלאך, דורך שרינקען אזוי שטארק ווי מעגליך.
דאָס פאַראורזאַכט אַז די פליסיקע שיכט אויף דער ייבערפלאַך זאָל אויסזען ווי זי איז באדעקט מיט אַ דין עלאַסטישן מעמבראַנע. די דערשיינונג איז באַקאַנט ווי ייבערפלאַך שפּאַנונג.
ווען דער קלעמערל ווערט פארזיכטיק געשטעלט אויף דער ייבערפלאַך פון וואַסער, ווערן די וואַסער מאָלעקולן וואָס געפינען זיך אויף דער ייבערפלאַך אַ ביסל צוגעדריקט דורך דער גראַוויטאַציע פון דעם קלעמערל, אַזוי אַז די וואַסער מאָלעקולן וואָס געפינען זיך אונטן געבן די רעסטאָראַציע קראַפט אַרויף צו שטיצן דעם קלעמערל.
אין פאַקט, איז עס נישט נאָר קלעמערלעך אָדער פּאַפּיר קלעמערלעך, נאָר אויך אַנדערע זאַכן ווי נאָדלען. אויב מיר שטעלן פֿאָרזיכטיק די נאָדל העכער דער וואַסער־פֿלאַך, וועט די נאָדל שווימען. די פֿלאַך־שפּאַנונג פֿון דער פֿליסיקייט איז אויך די סיבה פֿאַרוואָס אינסעקטן קענען שווימען אויף וואַסער.
די גלייכונג פון אויבערפלאַך שפּאַנונג
אין דער פריערדיקער דיסקוסיע, האבן מיר שטודירט דעם קאנצעפט פון אייבערפלאך שפּאַנונג קוואַליטאַטיוו (עס איז נישטאָ קיין מאַטעמאַטישע גלייכונג). איצט וועלן מיר איבערקוקן די אייבערפלאך שפּאַנונג קוואַנטיטאַטיוו. כּדי צו העלפֿן אונדז אויסרעכענען די אייבערפלאך שפּאַנונג גלייכונג, קוקן מיר אויף אַ דראָט וואָס איז געבויגן צו פֿאָרמען דעם אות U. נאָך אַ גלייכער דראָט איז אַטאַטשט צו די צוויי פֿיס פֿון דעם U דראָט, וואו דער גלייכער דראָט קען באַוועגט ווערן.
אויב מען שטעקט אריין דעם דראָט אין זייף, וועט עס, נאכדעם וואס מען נעמט עס ארויס, שאפן א שיכט זייף-וואסער אויף דער אויבערפלאך פונעם דראָט. דאס איז ווי ווען מען שפילט זייף-בלעזלעך. ווייל דער גלייכער דראָט קען באוועגט ווערן און די מאסע איז נישט צו גרויס, וועט די שיכט זייף-וואסער געבן די אויבערפלאך-שפאנונג קראפט אויפן גלייכן דראָט אזוי אז דער דראָט גייט גלייך ארויף. כדי צו האלטן דעם גלייכן דראָט פון זיך באוועגן (דער דראָט איז אין גלייכגעוויכט), איז נויטיג א גאנצע אראפגאנג קראפט, וואו די סומע פון דער גאנצער קראפט איז F = w + T. אין גלייכגעוויכט, F = די קראפט פון דער אויבערפלאך-שפאנונג וואס ווערט געטראגן דורך דער שיכט זייף אויפן גלייכן דראָט.
לאָמיר זאָגן אַז די לענג פֿון אַ גלייכן דראָט איז l. ווײַל די שיכט זייף־וואַסער וואָס רירט אָן אַ גלייכן דראָט האָט צוויי ייבערפֿלאַכן, אַרבעט די ייבערפֿלאַך־שפּאַנונג־קראַפֿט וואָס ווערט גענערירט דורך דער שיכט זייף־וואַסער צוזאמען 2l. די ייבערפֿלאַך־שפּאַנונג אין דער זייף־שיכט איז אַ פֿאַרגלײַך צווישן דער ייבערפֿלאַך־שפּאַנונג־קראַפֿט (F) און דער ייבערפֿלאַך־לענג בײַ וועלכער די קראַפֿט אַרבעט (d). אין דעם פֿאַל איז די ייבערפֿלאַך־לענג 2l. מאַטעמאַטיש, געשריבן:
ווייל ייבערפלאַך שפּאַנונג איז די פאַרהעלטעניש צווישן דער ייבערפלאַך שפּאַנונג קראַפט און לענג, איז די ייבערפלאַך שפּאַנונג אַפּאַראַט ניוטאָן פּער מעטער (N / m) אָדער דיין פּער סענטימעטער (דיינז/cm).
די פאלגענדע זענען עטלעכע ייבערפלאַך שפּאַנונג ווערטן באקומען באזירט אויף עקספּערימענטן.
באַזירט אויף די דאַטן פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג, ווירקט די טעמפּעראַטור אויף דעם ווערט פון דער פליסיקער ייבערפלאַך שפּאַנונג. בכלל, ווען עס איז אַ פאַרגרעסערונג אין טעמפּעראַטור, פאַרקלענערט זיך דער ווערט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג (פאַרגלייכט די ייבערפלאַך שפּאַנונג פון וואַסער ביי יעדער טעמפּעראַטור. זעט טאַבעלע). דאָס איז ווייל ווען די טעמפּעראַטור פאַרגרעסערט זיך, באַוועגן זיך די פליסיקע מאָלעקולן שנעלער, אַזוי אַז דער ווירקונג פון דער אינטעראַקציע צווישן די פליסיקע מאָלעקולן פאַרקלענערט זיך. דער רעזולטאַט איז אויך געווען אַז דער ווערט פון דער ייבערפלאַך שפּאַנונג איז פאַרקלענערט געוואָרן.
אַפּליקאַציע פון ייבערפלאַך שפּאַנונג קאָנצעפּטן אין וואָכעדיק לעבן
האָט איר זיך שוין אַמאָל געפרעגט, פאַרוואָס זאָלן מיר וואַשן קליידער מיט זייף? די פּראָבלעם איז אַז די קליידער וואָס מיר וואַשן זענען טאַקע ריין; דאָס וואַסער מוז דורכגיין אַ זייער שמאָלן שפּאַלט אין די קליידער פיבערס. צוליב דעם איז נויטיק צו פֿאַרגרעסערן די וואַסער ייבערפלאַך שטח. נו, דאָס איז זייער שווער צו טאָן צוליב דער ייבערפלאַך שפּאַנונג. דער ווערט פֿון ייבערפלאַך שפּאַנונג מוז ערשט פֿאַרנידעריקט ווערן. מיר קענען רעדוצירן ייבערפלאַך שפּאַנונג דורך ניצן הייס וואַסער. וואָס העכער די וואַסער טעמפּעראַטור, אַלץ בעסער, ווייל ווי העכער די וואַסער טעמפּעראַטור, אַלץ קלענער די ייבערפלאַך שפּאַנונג (זעט טאַבעלע). דאָס איז די ערשטע אָלטערנאַטיוו און איז אַ זעלטן געניצטע מעטאָדע. נאָך אַן אָפּציע איז צו ניצן זייף.
אין אַ טעמפּעראַטור פון 20 oC, די שפּאַנונג ווערט פון דער ייבערפלאַך פון די זייף וואַסער איז 25.00 mN/m. פּרוּווט צו פאַרגלייַכן צווישן זייף און הייס וואַסער, וואָס איז די קלענסטע ייבערפלאַך שפּאַנונג ווערט? ביי 100 oC, דער ווערט פון הייס וואַסער ייבערפלאַך שפּאַנונג = 58.90. ביי אַ טעמפּעראַטור פון 20 oC, די אויבערפלאַך שפּאַנונג ווערט פון זייף איז 25.00 mN/m. עס איז מער רעוועכדיק צו נוצן זייף. וואָס איז דערקלערט אויבן איז בלויז איינער פון די השפּעה פאַקטאָרן?
פארוואס איז די זייף אדער וואסער בלאָז קייַלעכדיק?
זייף-בלעזלעך אדער טראפן וואסער זענען קייַלעכדיק ווייל זיי ווערן באאיינפלוסט דורך אויבערפלאך שפּאַנונג. ערשטנס, דיסקוטירן מיר זייף-בלעזלעך. זייף-בלעזלעך האבן צוויי דינע מעמבראַנעס אויף דער אויבערפלאך און צווישן זיי זענען דינע שיכטן פון וואַסער.
די אנוועזנהייט פון אויבערפלאך שפּאַנונג פאַראורזאַכט אַז די מעמבראַנע זאָל זיך ציען צוזאַמען און טענדירט צו רעדוצירן איר אויבערפלאך. ווען די זייף-וואַסער מעמבראַנע ציען זיך צוזאַמען און פּרוּווט צו מינימיזירן איר אויבערפלאך, איז דאָ אַן אונטערשייד אין דעם לופט דרוק אויף דער אַרויס פון דער מעמבראַנע (אַטמאָספערישער דרוק) און דעם לופט דרוק אויף דער אינעווייניק פון דער שיכט. דער לופט דרוק וואָס איז אַרויס פון דער שיכט (אַטמאָספערישער דרוק) שטופּט אויך די מעמבראַנע פון דעם זייף-וואַסער ווען עס ציען זיך צוזאַמען ווייל דער לופט דרוק אויף דער אינעווייניק פון דער מעמבראַנע איז קלענער.
נאכדעם וואס די מעמבראן האט זיך צוזאמענגעצויגן, ווערט די לופט אינעווייניק (לופט איינגעשפארט צווישן די צוויי מעמבראנען) אונטערדריקט, וואס פארגרעסערט דעם לופט דרוק אינעווייניק אין דער שיכט ביז עס איז נישטא קיין צוזאמענצוג. מיט אנדערע ווערטער, ווען עס איז מער נישטא קיין צוזאמענצוג, איז די מאס לופט דרוק צווישן די מעמבראנען די זעלבע ווי אטמאספערישער דרוק + די קראפט פון דער אויבערפלאך שפּאַנונג וואָס קנייטשט די שיכט.
נו, וואָס וועגן טוי-טראָפּנס אָדער וואַסער-טראָפּנס וואָס קומען אַרויס פֿון קראַן? דאָס זעלבע ווײַל די הויפּט סיבה איז אויבערפֿלאַך-שפּאַנונג. אויב זייף-בלעזלעך האָבן צוויי דינע מעמבראַנעס אויף צוויי ייבערפֿלאַכן, האָבן די וואַסער-טראָפּנס בלויז איין דינע שיכט, וואָס איז אויף דער אַרויסער זײַט פֿון די וואַסער-טראָפּנס. די אינעווייניקסטע זײַט איז פֿול מיט וואַסער. צוליב דער קאָוכיזשאַן-קראַפֿט ענטשטייט אויבערפֿלאַך-שפּאַנונג. דער אויסערלעכער טייל פֿון וואַסער-טראָפּן ווערט אַרײַנגעצויגן. דער רעזולטאַט איז, אַז וואַסער ציט זיך צוזאַמען און טענדירט צו פֿאַרקלענערן זײַן אויבערפֿלאַך. דער אַטמאָספֿערישער דרוק וואָס איז אינדרויסן אונטערדריקט אויך וואַסער-טראָפּנס. די קאָנטראַקציע וועט זיך אָפּשטעלן ווען דער דרוק אויף דער אינעווייניקסטער זײַט פֿון וואַסער איז גלייך צום אַטמאָספֿערישן דרוק + די קראַפֿט פֿון דער אויבערפֿלאַך-שפּאַנונג וואָס פֿאַרענגט די וואַסער-מעמבראַנע.
