Сабаннан коктейль немесе басқа сусындарды ішуді ұнататын болсаңыз, оның бір ұшын сұйықтыққа түсіргенде, ондағы сусынның деңгейі шыныаяқ немесе стакандағыдан сәл жоғары болатынын байқаған боларсыз. Неліктен бұл болып жатыр? Әдетте адамдар бұл туралы ойламайды. Бірақ физиктер мұндай құбылыстарды ұзақ уақыт бойы жақсы зерттей алды және тіпті оларға өз атауларын берді - капиллярлық құбылыстар. Бұл неліктен болып жатқанын және бұл құбылыстың қалай түсіндірілетінін білуге кезек келді.
Неліктен капиллярлық құбылыстар пайда болады
Табиғатта болып жатқан барлық нәрсенің ақылға қонымды түсіндірмесі бар. Егер сұйықтық суланса (мысалы, пластикалық түтіктегі су) ол түтікке көтеріледі, ал суланбайтын болса (мысалы, шыны құтыдағы сынап), онда ол төмендейді. Оның үстіне мұндай капиллярдың радиусы неғұрлым аз болса, сұйықтық соғұрлым жоғары көтеріледі немесе төмендейді. Мұндай капиллярлық құбылыстарды не түсіндіреді? Физика олардың әсер ету нәтижесінде пайда болғанын айтадыбеттік керілу күштері. Капиллярдағы сұйықтықтың беткі қабатына мұқият қарасаңыз, оның пішіні бойынша оның шеңбер түрі екенін көруге болады. Оның шекарасы бойынша түтік қабырғалары беттік керілу деп аталатын күшпен қысымға ұшырайды. Сонымен қатар, суланатын сұйықтық үшін оның бағыт векторы төмен, ал суланбайтын сұйықтық үшін жоғары бағытталған.
Ньютонның үшінші заңына сәйкес, ол сөзсіз шамасы оған тең қарама-қарсы қысымды тудырады. Бұл сұйықтықтың тар түтікте көтерілуіне немесе түсуіне себеп болады. Бұл капиллярлық құбылыстардың барлық түрлерін түсіндіреді. Дегенмен, әрине, көпшілігінде логикалық сұрақ туындады: «Сұйықтықтың көтерілуі немесе төмендеуі қашан тоқтайды?» Бұл ауырлық күші немесе Архимед күші сұйықтықты түтік бойымен жылжытатын күшті теңестіргенде орын алады.
Капиллярлық құбылыстарды қалай қолдануға болады?
Кеңсе тауарлары өндірісінде кең етек алған бұл құбылыстың бір қолданысы дерлік әрбір студентке немесе оқушыға таныс. Әңгіме капиллярлы қалам туралы болып жатқанын болжаған боларсыз.
Оның құрылғысы кез келген дерлік позицияда жазуға мүмкіндік береді, ал қағаздағы жұқа және анық белгі бұл тақырыпты жазу бауырластары арасында көптен бері танымал етті. Капиллярлық құбылыстар егіншілікте де қозғалысты реттеу және топырақтағы ылғалды сақтау үшін кеңінен қолданылады. Өздеріңіз білетіндей, олар өсетін жермәдениет, оның жеке бөлшектерінің арасында тар саңылаулар бар борпылдақ құрылымға ие. Шын мәнінде, бұл капиллярлардан басқа ештеңе емес. Олар арқылы су тамыр жүйесіне еніп, өсімдіктерді қажетті ылғалмен және пайдалы тұздармен қамтамасыз етеді. Дегенмен, топырақ суы да осы жолдар бойымен көтеріледі және тез буланады. Бұл процесті болдырмау үшін капиллярларды жою керек. Ол үшін топырақты қопсыту жүргізіледі. Ал кейде кері жағдай капиллярлар арқылы судың қозғалысын арттыру қажет болғанда туындайды. Бұл жағдайда топырақ төмен қарай домалап, осыған байланысты тар арналардың саны артады. Күнделікті өмірде капиллярлық құбылыстар әртүрлі жағдайларда қолданылады. Кептіру қағазын, сүлгілерді және майлықтарды қолдану, керосин лампаларында және технологияда фитильді пайдалану - мұның бәрі олардың құрамында ұзын тар арналардың болуына байланысты мүмкін.
