Kluczowa różnica - napięcie powierzchniowe a działanie kapilarne
Napięcie powierzchniowe i działanie kapilarne to właściwości fizyczne substancji ciekłych. Są to makroskopowe właściwości cieczy. Kluczowa różnica między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym polega na tym, że napięcie powierzchniowe mierzy się jako siłę przyłożoną na pewną długość cieczy podaną przez jednostkę N / m (niutony na metr), podczas gdy działanie kapilarne jest mierzone jako wysokość słupa cieczy która jest ciągnięta do góry, w przeciwieństwie do ciężaru określonego przez jednostkę m (metr).
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Czym jest napięcie powierzchniowe
3. Czym jest działanie kapilarne
4. Zależność między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym
5. Porównanie obok siebie - napięcie powierzchniowe vs działanie kapilarne w formie tabelarycznej
6. Podsumowanie
Co to jest napięcie powierzchniowe?
Napięcie powierzchniowe to zjawisko, w którym powierzchnia cieczy, na której styka się ona z gazem, działa jak cienki elastyczny arkusz. Termin napięcie powierzchniowe jest używany tylko wtedy, gdy ciecz ma kontakt z gazem (np. Po otwarciu do normalnej atmosfery). Termin „napięcie międzyfazowe” jest używany dla warstwy między dwoma cieczami.
Atrakcje między różnymi gatunkami chemicznymi powodują, że cząsteczki cieczy łączą się ze sobą. Cząsteczki cieczy na powierzchni cieczy są przyciągane przez cząsteczki znajdujące się w środku cieczy. To jest rodzaj spójności. Ale przyciąganie między cząsteczkami cieczy i cząsteczkami powietrza (lub siły adhezyjne) są pomijalne. Dlatego ta powierzchniowa warstwa cząsteczek cieczy działa jak elastyczna membrana. Warstwa powierzchniowa cząsteczek cieczy jest naprężona, ponieważ nie ma wystarczających sił przyciągania, aby zrównoważyć działające na nie siły kohezji, stąd stan ten nazywa się napięciem powierzchniowym.
Rysunek 01: Siły przyciągania na cząsteczkach cieczy na powierzchni cieczy
Wzór do obliczania napięcia powierzchniowego
Napięcie powierzchniowe (γ) = F / d
Tutaj F jest siłą powierzchniową, ad jest długością, na której działa siła powierzchniowa. Dlatego miara napięcia powierzchniowego jest podawana za pomocą jednostki N / m (niuton na metr) i jest to jednostka SI do pomiaru napięcia powierzchniowego.
Co to jest akcja kapilarna?
Działanie kapilarne to zdolność cieczy do przepływu w wąskich przestrzeniach bez pomocy lub w opozycji do sił zewnętrznych, takich jak grawitacja. Można to zaobserwować jako przepływ cieczy przez rurkę kapilarną w kierunku do góry.
Działanie kapilarne zachodzi z powodu sił międzycząsteczkowych między cząsteczkami cieczy a powierzchnią rurki kapilarnej. Dlatego występuje z powodu sił adhezji. Gdy średnica rurki jest dostatecznie mała, ciecz unosi się przez rurkę pod wpływem zarówno sił adhezyjnych, jak i kohezji. Siły kohezji (siły przyciągania między podobnymi cząsteczkami) powodują, że cząsteczki są przyciągane do góry.
Po umieszczeniu rurki kapilarnej w cieczy na jej krawędzi tworzy się menisk. Następnie, ze względu na siły adhezji między cząsteczkami cieczy a ścianką rurki, ciecz jest podciągana do momentu, gdy siła grawitacji działająca na taką ilość cieczy będzie wystarczająca do pokonania siły adhezji. Następnie cząsteczki cieczy są wyciągane w wyniku kohezji.
Rysunek 02: Oddziaływanie kapilarne - model
Działanie kapilarne jest powszechne wśród roślin. Naczynia Xylem to rurki kapilarne, które mogą wciągać w górę wodę z rozpuszczonymi składnikami odżywczymi. Spełnia to zapotrzebowanie na wodę i składniki odżywcze przez gałęzie i liście dużych roślin.
Jaki jest związek między napięciem powierzchniowym a działaniem naczyń włosowatych?
Działanie kapilarne tworzy kolumnę cieczy w rurce kapilarnej. Wysokość słupa cieczy można określić za pomocą poniższego równania.
Wzór na obliczanie wysokości kolumny cieczy
h = 2γcosθ / ρgr
W tym,
- h to wysokość słupa cieczy,
- γ to napięcie powierzchniowe cieczy (jednostka to N / m),
- θ jest kątem zwilżania cieczy i ścianki rurki,
- ρ to gęstość cieczy, g to przyspieszenie ziemskie (jednostka to Kg / m 3),
- r jest promieniem rury (m).
Jaka jest różnica między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym?
Porównaj środek artykułu przed tabelą
Napięcie powierzchniowe a działanie kapilarne |
|
| Napięcie powierzchniowe to zjawisko, w którym powierzchnia cieczy, na której styka się ona z gazem, działa jak cienki elastyczny arkusz. | Działanie kapilarne to zdolność cieczy do przepływu w wąskich przestrzeniach bez pomocy lub nawet w opozycji do sił zewnętrznych, takich jak grawitacja. |
| Teoria | |
| Napięcie powierzchniowe to siła działająca na powierzchnię cieczy wystawionej na działanie powietrza. | Działanie kapilarne to przepływ cieczy pod wpływem siły zewnętrznej bez żadnej pomocy. |
| Pomiary | |
| Napięcie powierzchniowe mierzy się jako siłę przyłożoną do pewnej długości cieczy podaną przez jednostkę N / m (niutony na metr). | Działanie kapilarne jest mierzone jako wysokość słupa cieczy, która jest wyciągnięta do góry, w stosunku do grawitacji określonej przez jednostkę m (metr). |
Podsumowanie - napięcie powierzchniowe a działanie kapilarne
Napięcie powierzchniowe i działanie kapilarne to dwa rodzaje mikroskopijnych właściwości cieczy. Różnica między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym polega na tym, że napięcie powierzchniowe mierzy się jako siłę przyłożoną na pewną długość cieczy podaną przez jednostkę N / m (niutony na metr), podczas gdy działanie kapilarne jest mierzone jako wysokość słupa cieczy, która jest wyciągany w górę, wbrew grawitacji określonej przez jednostkę m (metr).
