Różnica między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym

Kluczowa różnica - powierzchnia Napięcie vs Działanie kapilarne
 

Napięcie powierzchniowe i działanie kapilarne to właściwości fizyczne substancji płynnych. Są to makroskopowe właściwości cieczy. The kluczowa różnica między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym jest to, napięcie powierzchniowe mierzy się jako siłę przyłożoną do pewnej długości cieczy podaną przez jednostkę N / m (niuton na metr), podczas gdy działanie kapilarne mierzy się jako wysokość kolumny cieczy wyciągniętej w górę, w stosunku do grawitacji podanej przez jednostkę m (metr).

ZAWARTOŚĆ

1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest napięcie powierzchniowe
3. Co to jest akcja kapilarna
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 jest zjawiskiem, w którym powierzchnia cieczy, w której ciecz styka się z gazem, działa jak cienki elastyczny arkusz. Termin napięcie powierzchniowe stosuje się tylko wtedy, gdy ciecz ma kontakt z gazem (np. Po otwarciu do normalnej atmosfery). Termin „napięcie interfejsu” jest stosowany dla warstwy między dwiema cieczami.

Przyciąganie między różnymi gatunkami chemicznymi powoduje, że cząsteczki cieczy łączą się ze sobą. Cząsteczki cieczy na powierzchni cieczy są przyciągane przez cząsteczki znajdujące się w środku cieczy. Jest to rodzaj spójności. Ale przyciąganie między cząsteczkami cieczy a cząsteczkami powietrza (lub siłami adhezji) jest znikome. Dlatego ta warstwa powierzchniowa ciekłych cząsteczek działa jak elastyczna membrana. Warstwa powierzchniowa ciekłych cząsteczek jest pod napięciem, ponieważ nie ma wystarczających sił przyciągania, aby zrównoważyć działające na nie siły kohezyjne, dlatego ten stan nazywa się napięciem powierzchniowym.

Ryc. 01: Siły przyciągania na cząsteczkach cieczy na powierzchni cieczy

Wzór do obliczenia napięcia powierzchniowego

Napięcie powierzchniowe (γ) = F / d

Tutaj F jest siłą powierzchniową, a d jest długością, na którą działa siła powierzchniowa. Dlatego pomiar napięcia powierzchniowego podaje jednostka N / m (niuton na metr). 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 sił zewnętrznych lub przeciwnych do nich, 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 i powierzchnią rurki kapilarnej. Dlatego występuje z powodu sił przyczepności. Gdy średnica rurki jest wystarczająco mała, ciecz unosi się przez rurkę zarówno z powodu siły przyczepności, jak i kohezji. Siły kohezyjne (siły przyciągania między podobnymi cząsteczkami) powodują, że cząsteczki są wyciągane w górę.

Gdy rurkę kapilarną umieszcza się w cieczy, na krawędzi rurki tworzy się menisk. Następnie, z powodu sił adhezji między cząsteczkami cieczy a ścianą rurki, ciecz jest wciągana do góry, aż siła grawitacji działa na tę ilość cieczy wystarczającą do pokonania siły adhezji. Następnie cząsteczki cieczy są wyciągane z powodu kohezji.

Rycina 02: Działanie kapilarne - model

Działanie kapilarne jest powszechne wśród roślin. Naczynia ksylemowe to rurki kapilarne, które mogą wyciągać wodę z rozpuszczonymi składnikami odżywczymi w górę. Spełnia to wymagania wody i składników odżywczych 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 kolumny cieczy można ustalić za pomocą równania podanego poniżej.

Wzór do obliczania wysokości kolumny cieczy

h = 2γcosθ / ρgr

W tym,

• h jest wysokością kolumny cieczy,
• γ to napięcie powierzchniowe cieczy (jednostka to N / m),
• θ jest kątem zwilżania między cieczą a ścianą rurki,
• ρ to gęstość cieczy, g to przyspieszenie ziemskie (jednostka to Kg / m³⁾),
• r jest promieniem rury (m).

Jaka jest różnica między napięciem powierzchniowym a działaniem kapilarnym?

Napięcie powierzchniowe a działanie kapilarne
Napięcie powierzchniowe jest zjawiskiem, w którym powierzchnia cieczy, w której ciecz styka się z gazem, działa jak cienki elastyczny arkusz.	Działanie kapilarne to zdolność cieczy do przepływu w wąskich przestrzeniach bez pomocy sił zewnętrznych, takich jak grawitacja lub nawet w przeciwieństwie do nich.
Teoria
Napięcie powierzchniowe to siła działająca na powierzchnię cieczy wystawionej na działanie powietrza.	Działanie kapilarne to przepływ cieczy przeciw sile zewnętrznej bez żadnej pomocy.
Pomiary
Napięcie powierzchniowe jest mierzone jako siła przyłożona do pewnej długości cieczy podana przez jednostkę N / m (niuton na metr).	Działanie kapilarne mierzy się jako wysokość kolumny cieczy wyciągniętej do góry w stosunku do grawitacji podanej przez jednostkę m (metr).

streszczenie - Powierzchnia Napięcie vs 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 jest mierzone jako siła przyłożona do pewnej długości cieczy podana przez jednostkę N / m (niuton na metr), podczas gdy działanie kapilarne jest mierzone jako wysokość kolumny cieczy, która jest rysowany w górę, w stosunku do grawitacji podanej przez jednostkę m (metr).

Odniesienie:

1.Jones, Andrew Zimmerman. „Co to jest napięcie powierzchniowe? Definicja i eksperymenty. ” ThoughtCo. Dostępny tutaj
2.Perlman, USGS Howard. „Działanie kapilarne”. Działanie kapilarne, od USGS Water-Science School. Dostępny tutaj  
3. „Działanie kapilarne”. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28 lutego 2018 r. Dostępne tutaj 

Zdjęcie dzięki uprzejmości:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'By User: Booyabazooka - Praca własna, (domena publiczna) przez Commons Wikimedia
2.'Rysunek 02 02 05'By CNX OpenStax, (CC BY 4.0) przez Commons Wikimedia