Kapillaarivaikutus nesteessä tapahtuu kahden väliaineen - kosteuden ja kaasun - rajalla. Se johtaa pinnan kaareutumiseen, mikä tekee siitä koveran tai kuperan.
Vesi kapillaarivaikutus
Kun astia on täytetty H2O:lla, sen pinta on tasainen. Seinät ovat kuitenkin vääntyneet. Jos ne kostutetaan, pinta kovertuu, jos ne ovat kuivia, se tulee kuperaksi. H2O-molekyylien vetovoima suonen seinämiin on suurempi kuin toisiinsa. Tämä selittää kapillaarivaikutuksen. Voima nostaa H2O-molekyylejä, kunnes hydrostaattinen paine tasapainottaa sen.
Havainnot
Osana kokeita tutkijat yrittivät selvittää, kuinka kapillaarivaikutus riippuu putken pituudesta. Havaintojen aikana kävi ilmi, että se ei riipu putken pituudesta, vaan suonen paksuudella on väliä. Ahtaissa tiloissa seinien välinen etäisyys on pieni. Kaarevuuden seurauksena ne liittyvät toisiinsa. Myös kapillaarivaikutus on tiivistetty. Näin ollen H2O:n taso ohuessa suonessa voi olla korkeampi kuin leveässä.
Maa
Kaikessa maaperässä on huokosia. Niillä on myös kapillaarivaikutus. Huokoset ovat samat suonet, vainhyvin pieni. Kaikissa maaperässä sitä havaitaan tavalla tai toisella.
Molecules H2O nousevat painovoimasta huolimatta. Nostokorkeus riippuu maaperän tyypistä. Savimailla se voi olla jopa 1,5 m ja hiekkamaalla jopa 30 cm. Tämä ero liittyy huokoskokoon. Hiekkaisessa maaperässä ne ovat erittäin suuria, vastaavasti kapillaarivoima on pieni. Savihiukkaset ovat pienempiä. Tämä tarkoittaa, että maaperän huokoset ovat pienempiä ja vaikutus on vahvempi.
Käytännön kohdat
Maan kapillaarivaikutus on otettava huomioon suunnittelussa ja perustusten laskemisessa. Kuten edellä mainittiin, savimaassa kosteus voi nousta 1,5 m. Jos perusta lasketaan tämän merkin alapuolelle, se on jatkuvasti vedessä. Tämä puolestaan vaikuttaa negatiivisesti sen kantokykyyn. Perustuksen suojaamiseksi kosteudelta tarvitaan vedeneristys.
Betoni
Tätä materiaalia käytetään perustusten rakentamisessa. Betonissa, samoin kuin maaperässä, myös kapillaarivaikutus on mahdollinen, koska tällä materiaalilla on huokoinen rakenne. Huokosten kautta kosteus leviää syvälle ja ylöspäin.
Jos perustuksen pohja lepää märällä maaperällä, vesi nousee, saavuttaa sokkelin ja nousee korkeammalle. Tämä voi johtaa kaikkien rakenteiden tuhoutumiseen. Tällaisten seurausten estämiseksi maaperän ja perustuksen pohjan, kellarin ja talon seinien väliin asennetaan vesieristys.
Ultraäänikapillaarivaikutus
Tämän ilmiön löysi akateemikko Konovalov. Tiedemies suoritti melko yksinkertaisen kokeen. Hän kiinnitti vettä sisältävän astian generaattorin emitteriin ja laski siihen kapillaariputken. Luonnonlakien mukaan voima alkoi vaikuttaa H2O, mikä sai sen nousemaan tietylle tasolle. Ultraäänigeneraattorin käynnistämisen jälkeen vesi nykisi jyrkästi ylöspäin. Akateemikko toisti tämän kokeen lisäämällä väriainetta astiaan. Generaattorin käynnistämisen jälkeen putkessa näkyi selvästi harvinaisuuksia ja seisovien a altojen solmukohtia.
Johtopäätökset
Akateemikko Konovalov havaitsi, että jos vesi kapillaarissa vaihtelee ultraäänilähteen vaikutuksesta, sen tason nostamisen vaikutus kasvaa jyrkästi. Pylvään korkeus kasvaa joskus useita kymmeniä kertoja suuremmaksi. Samalla myös nousunopeus kasvaa.
Tutkija pystyi kokeellisesti todistamaan, että nestettä ei työnnä kapillaarivoimat ja säteilypaine, vaan seisova aallot. Ultraääni puristaa jatkuvasti kolonnia ja nostaa sitä. Prosessi jatkuu, kunnes a altojen vaikutuksesta nouseva paine tasapainotetaan nesteen pinnalla.
Hakemus
Ultraäänivaikutusta käytetään ainetta rikkomattomissa testausmenetelmissä puolijohdelaitteiden tuotannon testaamiseen. Vanhoina aikoina transistorin kotelon tiiviyden hallitsemiseksi laite asetettiin kolmeksi päiväksi asetonihauteeseen. Ultraäänen käyttö voi lyhentää aikaa merkittävästi 3-9 minuuttiin. Konovalovin löytökäytetään sähkömoottoreiden käämien kyllästämisessä eristeaineilla, kankaiden värjäykseen - aina kun tarvitaan kosteuden tunkeutumista huokosiin.
Tärinän vaikutus
Metallinleikkausprosesseissa, erityisesti suurilla nopeuksilla, käytetään voitelevia jäähdytysnesteitä. Niiden ansiosta kitkan väheneminen, työkalun lämpötilan lasku ja sen kulutuskestävyyden lisääntyminen varmistetaan. Tiedetään, että neste voi tunkeutua etuhampaan alle. Kuinka tämä tapahtuu, jos se painetaan tiukasti osaa vasten jopa 200 kg / cm²:n paineella, ja tällaisissa olosuhteissa voiteluaine pitäisi päinvastoin pakottaa ulos leikkurin alta?
Tätä ilmiötä ei voitu selittää kapillaarivaikutuksella. Ensinnäkin kosteuden nostamisen vahvuus ja nopeus on hyvin pieni. Lisäksi ne johtuvat pintajännityksestä. Nostokorkeus laskee merkittävästi lämpötilan noustessa, joka leikkuualueella voi nousta jopa 300°C:een. Konovalov onnistui todistamaan, että kapillaarivaikutuksen lisäksi koneen värähtelyllä on vaikutusta. Se tapahtuu työkappaleen käsittelyn aikana. Tällä värähtelyllä on korkeampi taajuus ja pienempi amplitudi.
Joidenkin ilmiöiden selitys
Tutkijat eivät pitkään aikaan pystyneet selittämään kuninkaallisen esikoisen kukintaa ennen maanjäristystä. Tämä kukka kasvaa noin. Java. Ja paikalliset pitävät häntä ongelmien ennustajana. Konovalovin mukaan voimakkaita kuoren iskuja edeltävät pienet eritaajuiset värähtelyt, mukaan lukien ultraäänivärähtelyt. Ne auttavat nopeuttamaan ravintoaineiden liikkumista.kasvielementtien yhdisteet, aktivoivat aineenvaihduntaprosesseja, mikä varmistaa kukinnan.
Johtopäätös
Kuten näet, kapillaarivaikutus on yksi yleisimmistä luonnonilmiöistä. Eri kasvien varret, lehdet, runko, oksat lävistetään v altavalla määrällä kanavia. Ravintoyhdisteet kulkeutuvat niiden kautta kaikkiin elimiin. Kapillaarivaikutusta käytetään monilla ihmisen toiminnan aloilla: ratapölkkyjen tervauksesta ja sulalla metallilla kyllästettyjen keraamisten erikoistuotteiden valmistamisesta kurkkujen peittaukseen.
