"Капиллярность" - что это такое, определение термина
- Капиллярность
- — это свойство жидкостей подниматься или опускаться в узких трубках или пористых материалах под действием сил поверхностного натяжения. Это явление возникает из-за взаимодействия молекул жидкости с поверхностью материала.
Детальная информация
Капиллярность — это физическое явление, при котором жидкость поднимается или опускается в узких трубках, порах или щелях под действием сил поверхностного натяжения. Эффект возникает из-за взаимодействия молекул жидкости и стенок канала. Чем меньше диаметр трубки, тем выше может подняться столбик жидкости.
Основная причина явления — разница в силах сцепления между молекулами жидкости и стенками сосуда. Если жидкость смачивает материал, она поднимается вверх, если не смачивает — опускается. Например, вода в стеклянной трубке образует вогнутый мениск и поднимается, а ртуть, наоборот, создает выпуклый мениск и опускается.
На процесс влияют несколько факторов. Поверхностное натяжение определяет, насколько сильно жидкость стремится сократить площадь поверхности. Угол смачивания показывает, как жидкость взаимодействует с материалом стенок. Диаметр канала прямо связан с высотой подъема — чем он меньше, тем выше поднимается жидкость.
Капиллярность встречается в природе и технике. Корни растений используют её для транспортировки воды и питательных веществ из почвы. Бумажные полотенца и фитили в лампах работают благодаря этому эффекту. В строительстве капиллярное движение влаги может приводить к сырости стен, поэтому применяют гидроизоляционные материалы.
Математически высота подъема жидкости в капилляре описывается формулой Жюрена. Она учитывает поверхностное натяжение, плотность жидкости, ускорение свободного падения и радиус трубки. Это позволяет рассчитать поведение жидкости в различных условиях.
Явление имеет практическое применение в медицине, например, в тест-полосках для анализа крови. Оно также используется в микрофлюидных устройствах, где управление потоками жидкости происходит в каналах микронного размера.