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소개

우리는 살다보면 익숙하고 평범한 일들을 자주 접합니다. 우리 중 누가 종이 냅킨, 종이 손수건, 수건, 앨범, 접착 종이 및 판지를 사용하지 않았습니까? 그들은 왜 수분을 흡수하고 다르게 할까요? 그것은 무엇에 달려 있습니까? 이 질문들은 나에게 매우 흥미를 주었다. 이것은 모두 모세관 현상과 함께 젖음성 및 비 젖음성 현상과 관련이 있습니다.

문제: 액체의 다른 흡수도를 결정하는 것은 무엇입니까? 다른 유형종이 제품? 나는 액체 흡수 품질 측면에서 다양한 종이 제품 샘플을 실험적으로 비교하기로 독립적으로 결정했습니다. 이것은 종이를 관통하는 모세관의 직경과 이 모세관을 통해 상승하는 액체의 높이를 계산하여 결정할 수 있습니다. 그래서 저는 제 작업의 목표를 다음과 같이 설정했습니다.

프로젝트 목표: 1. 습윤 및 비습윤, 모세관 현상 이론에 대한 지식. 2. 모세 혈관을 통한 유체 이동의 이유에 대한 정당화. 3. 다양한 종이 제품의 모세관 특성 연구. 4. 모세관의 유효 직경에 대한 모세관의 액체 상승 높이 의존성에 대한 실험적 증거. 5. 종이 제품 샘플의 액체 흡수 품질 측정.

프로젝트 목표: 1. 선택한 주제에 대한 정보 출처를 연구합니다. 2. 모세관 현상 이론에 대한 지식을 심화합니다. 3. 계산된 모세관 직경에 대한 모세관의 액체 상승 높이 의존성을 표시하기 위해 다양한 종이 샘플의 모세관 특성에 대한 연구를 수행합니다. 4. 실험 중에 얻은 결과를 처리하고 분석합니다. 5. 결과를 도표 형태로 제시하십시오. 6. 목표에 부합하는 결론을 내립니다. 7. 방어를 위한 프로젝트를 준비합니다.

연구 대상: 모세관 현상 이론 연구에서 물리학의 법칙과 현상.

연구 주제: 종이 모세관 특성.

연구 주제의 관련성은 우리 삶에서 친숙한 것들의 사용에 대한 사회의 관심을 끌면서 연구 문제의 공식화에서 모세관 현상 이론에 대한 지식의 발전으로 인한 것입니다.

참신: 다양한 유형의 종이 제품에서 모세관의 계산된 유효 직경에 대한 모세관의 액체 상승 높이 의존성을 측정한 도표.

연구 방법: - 이론적(정보 출처 분석); - 실용적인 (연구 결과를 설명하는 현상의 관찰 및 연구); - 실험적(측정, 측정 결과를 표, 도표 형태로 표시).

표면 장력

우리는 살아가면서 많은 작은 통로(종이, 실, 가죽, 각종 건축 자재, 흙, 나무 등). 액체와 접촉하면 이러한 몸체는 매우 자주 액체를 흡수합니다(부록 1). 모세관이라고 하는 매우 좁은 관에서도 유사한 현상이 관찰될 수 있습니다(위도. 모세관- 머리카락). 일어나는 현상을 모세관 현상이라고 합니다. 이 현상에 대한 자세한 연구를 위해 모세관 현상의 기저에 있는 힘을 고려하십시오. "표면 장력"이라는 용어 자체는 표면에 있는 물질이 "팽팽한" 상태, 즉 응력을 받은 상태에 있음을 의미하며, 이는 내부 압력이라는 힘의 작용으로 설명됩니다. 표면에 수직인 방향으로 분자를 액체 속으로 끌어당깁니다. 따라서 물질의 내부 층에 있는 분자는 평균적으로 주변 분자 측면에서 모든 방향으로 동일한 인력을 경험합니다. 표면층의 분자는 물질의 내부층 측면과 매질의 표면층에 인접한 측면에서 불평등한 인력을 받습니다. 예를 들어, 액체-공기 계면에서 표면층의 액체 분자는 공기 분자 측면보다 액체 내부층의 인접 분자 측면에서 더 많이 끌어당깁니다(부록 2). 이것이 액체의 표면층의 특성과 내부 체적의 특성이 다른 이유입니다. 내부 압력은 액체 표면에 있는 분자를 안쪽으로 끌어당겨서 주어진 조건에서 표면을 최소로 줄이는 경향이 있습니다. 액체 표면의 수축을 일으키는 계면의 단위 길이당 작용하는 힘을 표면 장력 또는 간단히 표면 장력이라고 합니다. 계수는 액체 표면의 특성을 특성화하는 주요 양이며 호출됩니다. 표면 장력 계수.

표면 장력은 표면에 접선 방향으로 향하는 액체 분자의 상호 인력에 의해 발생하는 힘입니다. 표면 장력의 작용은 평형 상태의 액체가 가능한 가장 작은 표면적을 갖도록 합니다. 액체가 다른 물체와 접촉할 때 액체는 표면 에너지의 최소값에 해당하는 표면을 갖습니다. 우리는 표면 장력의 효과에 너무 익숙해서 거품을 부는 재미가 없으면 알아차리지 못합니다. 다른 액체의 표면 장력은 동일하지 않으며, 몰 부피, 분자의 극성, 분자가 서로 수소 결합을 형성하는 능력 등에 따라 다릅니다. 온도가 증가함에 따라 표면 장력이 감소합니다. 액체 분자 사이의 거리가 증가합니다. 액체의 표면 장력은 또한 그 안에 있는 불순물의 영향을 받습니다. 표면 장력을 약화시키는 물질을 표면 활성 물질(계면활성제) - 오일 제품, 알코올, 에테르, 비누 등이라고 합니다. 일부 물질은 표면 장력을 증가시킵니다 - 분자가 액체 분자와 더 많이 상호 작용하기 때문에 소금 및 설탕의 불순물 그들 사이의 액체 분자보다 강력합니다.

젖음

작은 물방울이라도 깨끗한 유리판 표면에 퍼진다는 것은 누구나 알고 있습니다. 동시에 왁스 칠 된 접시와 일부 식물의 잎 표면에있는 물방울은 퍼지지 않지만 거의 규칙적인 공 모양입니다. 위에 얇은 막으로 퍼지는 액체 입체, 주어진 고체를 적심이라고 합니다. 퍼지지 않지만 한 방울로 수축하는 액체를 이 몸체를 비습윤성이라고 합니다(부록 3). 젖음성 및 비 젖음성 현상을 어떻게 설명할 수 있습니까?

젖음성 및 비 젖음성 현상

고체 표면에 있는 한 방울의 액체를 고려하십시오(부록 4). 판의 방울 표면을 경계 짓는 선은 액체, 고체 및 기체의 세 가지 물체 표면의 경계입니다. 따라서 이러한 몸체의 경계에서 액체 방울의 평형을 설정하는 과정에서 세 가지 힘이 작용합니다. 기체와의 경계에서 액체의 표면 장력의 힘, 고체와의 ​​경계, 기체와의 경계에서 고체의 표면장력의 힘. 액체가 고체의 표면에 퍼지고 그로부터 기체를 대체하거나 반대로 한 방울로 모일 것인지 여부는 이러한 힘의 크기 비율에 따라 다릅니다. 중력의 작용에서 벗어난 모든 액체는 자연스러운 모양인 구형을 취합니다. 떨어지는 빗방울은 공의 형태를 취하고 알갱이는 녹은 납의 응고된 방울입니다. 모세관에서 습윤의 주요 특성으로 사용되는 것은 재료의 깨끗한 표면에 적용된 액체 한 방울에 의해 형성되는 반점의 직경 변화율이라는 점에 유의해야 합니다. 그 값은 표면 현상과 액체의 점도, 밀도, 휘발성에 따라 다릅니다. 다른 동일한 특성을 가진 더 점성이 있는 액체는 표면 위로 더 오래 퍼지고 모세관 채널을 통해 더 천천히 흐릅니다.

젖음 값

따뜻한 물과 비누로 손을 씻는 것이 더 낫다는 것을 알고 있습니다. 물은 최대 100포인트이지만 큰 co-eff-fi-chi-ent on-top-no-na-ty-ze-nia를 가지고 있는데, 이는 찬물이 잘 때리지 않는다는 것을 의미합니다. -아니요. 위쪽에 있는 물의 co-eff-fi-chi-ent를 줄이기 위해 물의 온도 -r을 높입니다(물의 온도가 증가함에 따라 co-eff- fi-chi-ent to top -sha-et-Xia), 우리는 최고 수준의 활성 물질이 포함된 비누를 사용하여 ko-ef-fi-chi-ent on-top-nost-th-th를 크게 줄입니다. -th-th-ze-niya-niya 물. Ef-fek-you sma-chi-va-nia는 또한 접착할 때 보타윳을 작동합니다. -mo-le-ku-la-mi liquid-ko-sti와 mo-le-ku -la-mi 사이의 연결 및 동작에 대한 top-no-stays 및 os-no-va-ny 입체. 모든 접착제는 우선 접착제와 va-yu-si-ness를 얼룩지게해야합니다. 납땜은 또한 sma-chi-va-nia의 속성과 관련이 있습니다. 녹은 pri-sing(주석과 납의 합금)이 스파 및 바에메 탈리체 항목의 상단에 있는 good-ro-sho ras-te-kal-Xia가 되도록, 이러한 표면은 지방, 먼지 및 산화물로 조심스럽게 청소해야 합니다. 생활 환경에서 smack-chi-va-nia를 사용하는 예는 water-to-pl-va-yu-shi-ny 새의 깃털이 될 수 있습니다. 이 깃털은 항상 땀샘에서 나온 sma-zhi-ro-you-mi you-de-le-ni-i-mi이며, 이는 이 새의 깃털이 sma-chi-va-sya 물이 아니라는 사실로 이어집니다. 젖지 마십시오(부록 5).

모세관 현상

top-nos-no-na-ty-ze-niya 및 ef-fek-tov sma-chi-va-niya의 작용은 모세관 현상 -le-ni-yah -를 따라 액체의 움직임으로 나타납니다. 얇은 파이프. 모세관 현상은 모세관에서 액체의 상승 또는 하강 현상으로, 액체가 작은 직경의 튜브, 임의의 모양의 좁은 채널 및 다공체에서 레벨을 변경하는 능력으로 구성됩니다.

모세혈관

다른 두께의 co-su-dakh에서 ras-pre-de-la-is-sya 액체에 대한 정보: 톤 kih co-su-dakh 액체 뼈가 더 높다(부록 6). ka-pill-la-ru의 sma-chi-va-yu-yu-yu-yu-yu-yu-yu-yu-ka-ni-mama-sya 및 nesma-chi-va-yu -schaya - -sya 생략(부록 7). 완전한 smack-chi-va-niya 또는 not-chi-chi-va-nia의 경우 men-nisk - 액체의 곡면 - 표현의 좁은 튜브에서 la-는 반구형이며, 직경은 튜브의 ka-na-la 직경과 같습니다(부록 8). 원의 형태를 하고 있는 액체의 상단 경계선을 따라, 액체의 측면에서 튜브의 벽 측면에서 작용까지 - 탑-노-고-나-티아-의 힘이 있다- nia, right-flax-naya up, sma-chi-va-yu-yu-ko-sti의 경우, 그리고 nesma-chi-va-yu-shchey의 경우 down. 이 힘은 액체를 좁은 튜브의 아래(또는 아래)에 넣습니다.

모세관의 액체 상승 높이

모세관 현상은 반대 방향의 두 가지 힘에 의해 발생합니다. 중력 Ft는 액체를 아래로 내리게 합니다. 표면 장력 Fн은 물을 위로 이동시킵니다. Ft = Fn인 경우 물질은 상승을 멈춥니다. 힘이 top-no-go-no-go na-cha-ze-nia-no-ve-sit-sy 힘일 때 ca-pill-la-ru가 남아 있지만 whit-Xia를 따라 액체의 상승/하강 액체의 기둥에 작용하는 중력의 작용(부록 9). You-so-that, sma-chi-va-yu-yu-yu-si-chi-va-yu-yu-yu-yu-chi-chi-va-yu-yu-yu-yu-si 중력을 극복하는 -ka-ka-pillar-ka는 공식 (3.2. )에 의해 계산됩니다.

N / m; - 액체의 밀도, kg / m 3 9.8m/s 2 중; - 모세관 반경, 중; 디 - 모세관 직경, 중.

모세관이 내려갈 you-so-you의 형태는 동일합니다. 모세관이 만들어지는 물질을 적시는 액체는 그 안에서 상승할 것입니다(물/유리). 그리고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 모세관을 적시지 않는 액체는 모세관 안으로 들어갈 것입니다(유리/수은). 또한 액체의 상승 또는 하강 높이는 튜브의 두께에 따라 다릅니다. 모세관이 얇을수록 액체의 상승 또는 하강 높이가 커집니다. 높이는 또한 액체의 밀도와 표면 장력 계수의 영향을 받습니다(부록 10). 모세관이 액체 표면으로 기울어지면 액체의 상승 높이가 경사각 값에 의존하지 않는 것이 중요합니다. 모세관이 구조에 어떻게 위치하든(엄격히 수직으로, 수직에 대해 비스듬히 또는 분기로) 액체 상승의 높이는 ------에만 의존하고 (또는 디 ) (부록 11).

자연, 일상 생활 및 기술에서 모세관 현상의 역할

모세관 현상은 우리 주변의 다양한 과정에서 큰 역할을 합니다. ca-pillar-no-go 현상의 가장 광범위한 예는 work-bo-you 습관-no-ven-no-go ten-tsa 또는 bu-mazh-noy sal-fet-ki의 원칙입니다. 손의 물은 rykh에서 얇은 섬유를 따라 액체가 상승하여 lo-ten-tse 또는 bu-mazh-ny sal-fet-ku로 이동합니다. 살아있는 유기체의 존재는 모세관 현상 없이는 불가능합니다. 식물의 줄기나 줄기를 따라 양분의 상승은 모세관 현상으로 인한 것입니다. 양분 용액은 식물 세포의 벽에 의해 형성된 얇은 모세관을 통해 상승합니다.

토양의 모세관 현상도 고려해야 합니다. 왜냐하면 토양에는 물이 토양의 깊은 층에서 표면으로 상승하는 많은 얕은 채널이 침투되어 있기 때문입니다. 꿀벌, 나비는 꿀벌의 코 안쪽에 위치한 매우 얇은 모세관을 통해 꽃 깊숙한 곳에서 꿀을 추출합니다.

대부분의 동식물 조직은 수많은 모세혈관에 의해 침투되어 있습니다. 신체의 영양 및 호흡과 관련된 주요 과정이 일어나는 것은 모세 혈관입니다. 혈관은 혈액이 흐르는 모세혈관입니다. 또한 혈관은 심장에서 멀어질수록 얇아집니다.

Straw-and-te-lyam은 str-and-tel-ma-te-ri-a-lov의 기공을 통해 토양에서 수분을 높이는 법을 배우게 됩니다. 이것이 고려되지 않으면 건물의 벽이 아플 것입니다. 이러한 물로부터 기초와 벽을 보호하기 위해 그들은 수압 격리를 사용합니다. 연료와 윤활유는 심지의 모세관을 통해 상승합니다. c-pylar-ny 파이프에서와 같이 fi-t-la의 섬유를 따라 이동하기 때문에 Top-l-in-st-pa-e-e-t-e-t-l. 예를 들어 웅덩이에서 걸을 때 무릎까지 오는 바지와 같이 빗물에 옷이 젖는 것도 모세관 현상 때문입니다. 이러한 자연 현상의 예는 우리 주변에 많이 있습니다(부록 12).

실험

"다양한 종이 제품 샘플의 모세관 특성 연구"

실험의 목적: 모세관의 액체 상승 높이가 모세관의 직경에 의존함을 증명하는 것입니다. 장비 및 재료: 물이 담긴 용기, 온도계, 측정자, 연필, 집게, 종이 샘플 세트: 단층 종이 손수건, 종이 냅킨, 공책 시트, 사무용 종이, 양피지, 종이 타월, 수채화 물감 시트(부록 13). 작업 진행 상황: 1. 종이 제품 세트에서 연구용 샘플을 준비했습니다. 이렇게하려면 스트립 10을 잘라냅니다. 센티미터및 너비 2 센티미터번호가 매겨져 있습니다(부록 14). 거리 2 센티미터샘플의 한쪽 끝에서 선을 그었습니다. 2. 나는 물이 담긴 용기를 가져 와서 수위가 그려진 선과 일치하도록 샘플을 물 속으로 내렸습니다(부록 15). 3. 물의 상승이 멈추는 즉시 시료를 꺼내 그어진 선에서 건조 영역까지의 액체의 상승 높이를 측정하였다. 각 샘플에 대해 이러한 실험을 수행했습니다(부록 16). 4. 획득한 분석 데이터를 표(Appendix 17)에 입력하였다. 5. 각 샘플의 모세관 직경은 계산에 의해 결정되었습니다. 이를 위해 모세관의 액체 상승 높이 공식(4.1)에서 모세관 직경 구하는 공식(4.2)을 표현했습니다.

여기서 ------- ko-ef-fi-chi-ent top-no-go na-ty-zh-niya, N / m; - 액체의 밀도, kg / m 3 ; - 중력 가속도, 9.8m/s 2 ; - 들어 올려진 액체의 기둥 높이, 중; - 모세관 반경, 중; 디 - 모세관 직경, 중.

이 경우 샘플은 온도가 20 0 С (부록 18) 인 수돗물에 매번 침지되었습니다. 즉, 액체는 일정한 밀도 = 1000을 가졌습니다. kg / m3, 표면 장력 계수 = 0.073 N⁄m... 얻은 데이터는 표에 입력되었습니다(부록 17). 결론: 표에서 모든 종이 샘플이 물을 흡수한다는 것은 모세관의 존재를 나타냅니다.

종이 흡수성

그러나 샘플에서 계산된 직경 값이 그럴듯합니까? 0.1에서 제시된 샘플의 건조 종이 두께 mm최대 0.3 mm... 물에서 모세관은 곧게 펴지고 물로 채워집니다. 종이는 두꺼워지지만 이 경우 두께는 0.5를 넘지 않습니다. mm... 이 불일치의 증거는 무엇입니까? 모세혈관은 연속적이지 않고 불연속적이다(부록 19).

종이의 중요한 특성은 흡수성입니다. 종이는 고체 입자 또는 입자의 집합체로 구성된 모세관 다공성 몸체이며 그 사이의 공간은 모세관으로 표시됩니다. 종이는 셀룰로오스의 산업적 가공의 산물이기 때문에 모세관 직경의 엄격한 불변성을 보장하는 것은 불가능합니다. 따라서 그들은 모세 혈관의 유효 (평균) 직경에 대해 이야기합니다. 많은 종류의 종이는 다양한 액체에 대한 흡수성이 높습니다. 액체는 시트의 두께에 흡수되어 발산되어 뒷면으로 전달됩니다. 이 종이는 강한 친수성을 가지고 있습니다. 우선, 이것은 1,2,6으로 번호가 매겨진 샘플과 같은 다양한 목적을 위한 블로팅 및 여과지의 클래스에 적용됩니다. 이 종이는 가장 미세한 모세관을 가지고 있으며 물을 가장 잘 흡수합니다. 액체(물, 잉크)와 관련하여 종이에 제한된 흡수성을 부여하는 것을 사이징이라고 합니다.

이러한 종이는 부분적으로 용해되고 분해된 셀룰로오스 제품의 형성이 영향을 미치기 시작하는 매우 조심스럽게 분쇄된 종이 펄프로 만들어지며, 다양한 정도로 기공을 차단하고 액체 침투에 대한 더 높은 저항성을 갖는 단일체 필름을 제공합니다. 이것은 견본 번호 5와 같은 포장지의 종류와 견본 번호 3,4,7과 같은 필기 및 도화지의 종류에 적용됩니다. 따라서 이 실험에서는 1, 2, 6번 샘플에 대해서만 모세관 효과를 고려하며, 그 제품의 흡수도가 증가했습니다.

측정 차트

얻은 데이터를 기반으로 모세관의 계산된 유효 직경에 대한 모세관의 액체 상승 높이 의존성 측정 다이어그램을 작성했습니다(부록 20).

결론: 습윤 액체는 중력을 극복하고 모세관을 통해 액체의 표면 장력 계수, 액체의 밀도 및 모세관의 직경에 따라 달라지는 높이까지 상승합니다. 모세관 직경이 작을수록 모세관을 통해 액체가 더 많이 상승합니다. 모세관 직경이 작은 샘플에 대한 최고의 흡수 품질. 종이 손수건은 최고의 흡수 품질을 가지고 있습니다.

결론

연구 작업의 결과로 나는:

1. 일상 생활과 자연에 널리 퍼져 있는 모세관 현상인 젖음성 및 비젖음성 현상에 대한 지식을 심화했습니다.

2. 액체 상승 높이로 모세관 직경 공식을 추론하고 공식으로 유효(평균) 모세관 직경을 계산하는 방법을 배웠습니다.

3. 모세관의 계산된 직경에 대한 모세관의 액체 상승 높이의 의존성을 입증했습니다.

4. 모세관 현상은 액체 내부의 분자 상호 작용의 강도와 고체 분자와 액체 분자의 상호 작용 강도에 의존한다는 것을 배웠습니다. 모세관 직경이 작을수록 물은 모세관을 통해 더 많이 상승합니다.

5. 액체 흡수의 품질에 대해 종이 제품의 샘플을 비교하고 모세관 직경이 더 작은 샘플에서 최고의 흡수 품질을 나타냅니다.

6. 작업 과정에서 개선된 개인 자질:

인내;

관찰;

함께 일하는 능력 많은 분량정보;

자기 발전을 위해 노력합니다.

획득:

결과에 중점을 둡니다.

체계적인 사고;

분석 능력.

7. 설정된 목표와 목표의 도움으로 문제의 해결책에 도달했습니다.

나는 내 일을 좋아했고 내 결과에 만족합니다. 내 연구는 "모세관 현상"이라는 주제를 공부할 때 물리학 수업, 인체의 모세관 현상 문제에 대한 생물학 수업, 응축 또는 콜로이드 화학 연구에서 화학 지식을 향상시키는 데 사용할 수 있습니다.

서지

1. Vasyukov V.I. 물리학. 기본 공식, 법칙: 참조 가이드. - M .: 랜드마크, 2006

2. 페리시킨 A.V. 물리학 코스: 교과서 고등학교/ 세 부분으로 - M .: Uchpedgiz, 1965

3. 종이, 그 구조, 구성, 분류, 응용 및 속성 (http://material.osngrad.info)

4. 모세관 효과 (http://www.studopedia.ru)

5. 모세관 현상 (http://www.booksite.ru)

6. 표면장력 (http://www.mirznanii.com)

7. 습윤 및 모세관 현상(http://phscs.ru)

애플리케이션

부록 1

시트 플레이트 혈관 여과지

부록 2

부록 3

부록 4

부록 5

부록 6

부록 7

수은수

부록 8

부록 9

부록 10

부록 11

부록 12

부록 13

부록 14

종이 제품의 샘플 번호 지정

부록 15

부록 16

부록 17

종이 샘플의 계산 데이터

종이 샘플의 이름	액체 리프팅 높이, mm	공식에 의해 계산된 평균(유효) 모세관 직경, mm
No.1 단층 종이 손수건
2호 종이냅킨
№3 노트북 시트
4호 사무용지
5호 양피지
6호 종이타월
7호 수채화지

부록 18

부록 19

모세혈관은 단단하고 불연속적이다.

부록 20

모세관 현상

모세관 현상

물리. 비혼화성 매체의 계면에서 표면 장력에 의해 발생하는 현상. 케이에게. 일반적으로 다른 액체, 기체 또는 자체 증기와 접하는 표면의 곡률로 인해 발생하는 액체 매체의 현상을 나타냅니다.

표면의 곡률은 추가 액체의 출현으로 이어집니다. 모세관 압력 Ap, 그 값은 cf. 라플라스 방정식에 의한 표면의 곡률 r:

모세관에서 액체의 이동은 분해로 인한 모세관 압력의 차이로 인해 발생할 수 있습니다. 액체 표면의 곡률. 유체 흐름은 더 낮은 압력으로 향합니다. 습윤 액체의 경우 - 곡률 반경이 더 작은 메니스커스를 향합니다(그림 2, a).

감소, 켈빈 방정식에 따라 젖음 반월판에 대한 증기압은 yavl입니다. 미세 기공에서 액체의 모세관 응축의 원인.

음의 모세관 압력은 액체를 둘러싸고 있는 벽에 수축 효과를 가합니다(그림 2, b).

쌀. 2. a - 모세관 압력의 차이(r1> r2)의 작용하에 모세관의 액체; b - 모세관 압력의 수축 작용(예: 탄성 벽이 있는 모세관).

이것은 의미로 이어질 수 있습니다. 고도로 분산된 시스템 및 다공체의 체적 변형 - 모세관 수축. 따라서 예를 들어 건조 중 모세관 압력의 증가는 평균으로 이어집니다. 재료의 수축.

분산 시스템의 많은 특성(투과성, 강도, 액체 흡수)은 의미합니다. 어느 정도까지는 K.I.로 인해 이러한 몸체의 얇은 기공에서 높은 모세관 압력이 실현되기 때문입니다.

케이.아이. 모세관 실험에서 Leonardo da Vinci(1561), B. Pascal(17세기) 및 J. Juren(Dzhurin, 18세기)이 처음 발견하고 조사했습니다. K의 이론. P. Laplace(1806), T. Young(Young, 1805), J. W. Gibbs(1875) 및 I. S. Gromeka(1879, 1886)의 작품에서 개발되었습니다.

물리적 인 백과사전... - M .: 소비에트 백과 사전. . 1983 .

모세관 현상

- 비혼화성 매체의 계면에서 계면 표면 장력의 작용으로 인해 발생하는 일련의 현상. 케이에게. 일반적으로 다른 액체, 기체 또는 고유에 접하는 표면의 곡률에 의해 발생하는 액체의 현상을 나타냅니다. 나룻배. 케이.아이.- 특별한 상황표면 현상. 중력. 따라서 예를 들어 액체가 기체(또는 액체 속의 기체)에서 분할될 때 구형 액적(기포)이 형성됩니다. 형태. 많은 수의 방울 또는 기포 (에멀젼, 액체 에어로졸, 거품)를 포함하는 시스템의 특성 및 형성 조건은 주로 이러한 구조물 표면의 곡률, 즉 K. i. K. 내가 큰 역할을 했다. 증기 응축, 액체 비등, 결정화 동안 핵 생성에 관여합니다. 이 표면을 액체로 적십니다. 그렇다면 액체 1(그림 1)은 고체 3의 표면과 더 강하게 상호 작용합니다. , 다른 액체(또는 기체) 분자보다 2 , 그런 다음 분자간 상호 작용력의 차이의 영향으로 액체는 용기의 벽을 따라 상승하고 고체에 인접한 액체 표면의 영역은 구부러집니다. 정수압 액체 레벨의 상승으로 인한 압력이 균형을 이룹니다. 모세관 압력 -곡면 위와 아래의 압력차로, 그 값은 액체 표면의 국부 곡률과 관련됩니다.
여기서 r 1 및 r 2는 액체 1과 기체 2의 밀도이고, s 12는 계면 표면 장력, G-가속 자유 낙하, r은 메니스커스 표면의 평균 곡률 반경입니다(1 / r = 1 / R 1 + 1 / R 2, 여기서 R 1 및 R 2는 서로 2개의 메니스커스 곡률 반경입니다. 수직면부분). 습윤액 r용<0 и h 0 >0. 비 습윤성 액체는 볼록한 메니스커스를 형성하고 모세관 압력이 양수이므로 모세관의 액체가 액체의 자유 표면 수준 (h 0<0). Радиус кривизны rсвязан с радиусом капилляра r к соотношением r=-r к /cosq, где q - краевой угол, образуемый поверхностью жидкости со стенками капилляра. а - величину, характеризующую размеры системы L<а, при к-рых становятся существенными К. я.: 20 ° C의 온도에서 물의 경우 a = 0.38 cm 곡면이있는 상태에서 모세관 응축, 증발 및 용해 과정. 모세관 흡수의 중요한 특성은 V,모세관 압력의 값과 모세관의 액체 흐름에 대한 점성 저항에 의해 결정됩니다. 속도 V흡수 시간에 따른 변화 티,수직으로 위치한 모세관의 경우

어디 시간 (t) -시간에 반월상 연골 위치 티(그림 1), h - 계수. 유체 점도. 수평 모세관에 흡수될 때

~에 V> 10 -3 cm / s, 접촉각 q의 가능한 의존성 V, 그리고 어떤 경우에는 - 모세관에서 옮겨진 기체(또는 다른 액체)의 점성 저항 모세관 흡수율은 식물의 물 공급, 토양 및 기타 다공성 물체에서 액체의 이동에 중요한 역할을 합니다. 모세관 함침은 가장 일반적인 화학 공정 중 하나입니다. 기술. 얇은 액체 층(제트, 필름)의 두께 변동 - 방울 또는 모세관 응축수 상태와 관련하여 불안정한 이유입니다.

습윤 액체의 경우 유체 흐름은 곡률 반경이 더 작은 메니스커스 쪽으로(즉, 더 낮은 압력 쪽으로) 지향됩니다. 모세관 운동의 원인은 곡률의 구배뿐만 아니라 액체의 표면장력의 구배도 있을 수 있으며, 따라서 온도 구배는 표면장력의 차이로 이어져 모세관 압력의 차이가 발생한다. 액체(열모세관 흐름). 이것은 또한 고르지 않게 가열된 매체에서 액체 및 기체 기포의 방울을 설명합니다. 표면 장력 구배의 영향으로 기포 또는 방울의 표면이 움직이기 시작합니다. 흡착 동안 s 12 가 변할 때 유사한 효과가 관찰됩니다. 계면활성제(계면활성제): 계면활성제는 s 12를 감소시키고 액체 표면의 계면활성제가 적은 방향으로 액체가 이동합니다(Marangoni-Gibbs 효과). 계면의 곡률은 평형 증기압 값의 변화로 이어집니다. 아르 자형그 이상 또는 고체의 용해도. 예를 들어 액체 방울 위에 아르 자형포화압보다 높다. 쌍 피동일한 온도에서 액체의 평평한 표면 위 티.각기 와 함께환경의 작은 입자는 용해도보다 높습니다. 시같은 물질의 평평한 표면. 이러한 변경 사항에 대해 설명합니다. 켈빈 방정식,평등 화학의 조건에서 얻습니다. 열역학적 상태에서 인접 위상의 전위. 평형:

어디 V -액체 또는 고체의 몰 부피. abs에 의한 구형 입자 g의 경우. 크기는 반지름과 같습니다. 감소 또는 상승 아르 자형그리고 와 함께(4)에 따라 r의 부호에 따라 달라집니다(볼록의 경우 r> 0, r<0 для вогнутых поверхностей). Так, в отличие от рассмотренного выше случая давление пара в пузырьке или над поверхностью вогнутого мениска понижено: p

식 (4)는 물질의 방향을 결정합니다(큰 값에서 아르 자형그리고 와 함께더 작게) 시스템이 열역학적 상태로 전환되는 과정에서. 균형. 이것은 특히 작은 것의 증발(용해)로 인해 큰 방울(또는 입자)이 성장하고, 증발(용해)로 인해 고르지 않은 표면(계면 장력이 일정한 경우)이 매끄럽게 된다는 사실로 이어집니다. 돌출부 및 함몰부 채우기. 압력과 용해도의 눈에 띄는 차이는 충분히 작은 r에서만 발생합니다(물의 경우, 예를 들어 | r |)