Rozdíl mezi povrchovým napětím a kapilárním působením

Klíčový rozdíl - povrch Napětí vs kapilární akce
 

Povrchové napětí a kapilární působení jsou fyzikální vlastnosti kapalných látek. Jsou to makroskopické vlastnosti kapalin. klíčový rozdíl mezi povrchovým napětím a kapilárním působením je to, povrchové napětí se měří jako síla působící na určitou délku kapaliny danou jednotkou N / m (Newton na metr), zatímco kapilární účinek se měří jako výška sloupce kapaliny, která je přitahována vzhůru, proti gravitaci dané jednotkou m (metr).

OBSAH

1. Přehled a klíčový rozdíl
2. Co je povrchové napětí
3. Co je kapilární akce
4. Vztah mezi povrchovým napětím a kapilárním působením
5. Srovnání bok po boku - povrchové napětí vs. kapilární akce v tabulkové formě
6. Shrnutí

Co je povrchové napětí?

Povrchové napětí je jev, ve kterém povrch kapaliny, kde je kapalina ve styku s plynem, působí jako tenká elastická vrstva. Termín povrchové napětí se používá pouze tehdy, když je kapalina ve styku s plynem (např. Při otevření do normální atmosféry). Termín „rozhraní napětí“ se používá pro vrstvu mezi dvěma tekutinami.

Atrakce mezi různými chemickými druhy způsobují, že se kapalné molekuly spojí dohromady. Kapalné molekuly na povrchu kapaliny jsou přitahovány molekulami uprostřed kapaliny. To je druh soudržnosti. Přitažlivost mezi kapalnými molekulami a molekulami vzduchu (nebo adhezivními silami) je však zanedbatelná. Proto tato povrchová vrstva kapalných molekul působí jako elastická membrána. Povrchová vrstva kapalných molekul je pod napětím, protože není dostatek přitažlivých sil k vyrovnání soudržných sil, které na ně působí, proto se tento stav nazývá povrchové napětí.

Obrázek 01: Atrakční síly na molekulách kapaliny na povrchu kapaliny

Vzorec pro výpočet povrchového napětí

Povrchové napětí (y) = F / d

Zde F je povrchová síla ad je délka, na kterou povrchová síla působí. Proto je měření povrchového napětí dáno jednotkou N / m (Newton na metr) .Je to jednotka SI pro měření povrchového napětí..

Co je to kapilární akce?

Kapilární akce je schopnost kapaliny proudit v úzkých prostorech bez pomoci vnějších sil, jako je gravitace, nebo v opozici vůči nim. To může být pozorováno jako kapalina protahující kapilární trubici směrem nahoru.

Kapilární účinek nastává kvůli intermolekulárním silám mezi molekulami kapaliny a povrchem kapilární trubice. Vyskytuje se proto v důsledku adhezních sil. Když je průměr trubky dostatečně malý, tekutina stoupá skrz trubici díky adhezivním i soudržným silám. Soudržné síly (přitahovací síly mezi podobnými molekulami) způsobují, že se molekuly přitahují nahoru.

Když se kapilární trubice umístí do kapaliny, vytvoří se na okraji trubice meniskus. Poté, v důsledku adhezních sil mezi molekulami kapaliny a stěnou zkumavky, je kapalina tažena nahoru, dokud gravitační síla působící na toto množství kapaliny nestačí k překonání přilnavé síly. Potom jsou tekuté molekuly vytaženy kvůli soudržnosti.

Obrázek 02: Kapilární akce - model

Kapilární působení je u rostlin běžné. Xylemové cévy jsou kapilární trubice, které mohou čerpat vodu s rozpuštěnými živinami směrem nahoru. To splňuje požadavek na vodu a živiny větvemi a listy velkých rostlin.

Jaký je vztah mezi povrchovým napětím a kapilárním působením?

Kapilární akce vytváří kapalnou kolonu v kapilární trubici. Výška sloupce kapaliny může být určena rovnicí uvedenou níže.

Vzorec pro výpočet výšky sloupce kapaliny

h = 2 ykosθ / ρgr

V tomhle,

• h je výška sloupce kapaliny,
• γ je povrchové napětí kapaliny (jednotka je N / m),
• 9 je kontaktní úhel mezi kapalinou a stěnou zkumavky,
• ρ je hustota kapaliny, g je zrychlení způsobené gravitací (jednotka je Kg / m³),
• r je poloměr trubky (m).

Jaký je rozdíl mezi povrchovým napětím a kapilárním působením?

Povrchové napětí vs. kapilární akce
Povrchové napětí je jev, ve kterém povrch kapaliny, kde je kapalina ve styku s plynem, působí jako tenká elastická vrstva.	Kapilární akce je schopnost kapaliny proudit v úzkých prostorech bez pomoci vnějších sil, jako je gravitace, nebo dokonce v opozici.
Teorie
Povrchové napětí je síla na povrchu kapaliny vystavené vzduchu.	Kapilární akce je tok kapaliny proti vnější síle bez jakékoli pomoci.
Měření
Povrchové napětí se měří jako síla působící na určitou délku kapaliny danou jednotkou N / m (Newton na metr).	Kapilární účinek se měří jako výška kapalného sloupce, který je veden vzhůru, proti gravitaci dané jednotkou m (metr).

souhrn - Povrch Napětí vs kapilární akce

Povrchové napětí a kapilární působení jsou dva typy mikroskopických vlastností kapalin. Rozdíl mezi povrchovým napětím a kapilárním účinkem je ten, že povrchové napětí se měří jako síla působící na určitou délku kapaliny danou jednotkou N / m (Newton na metr), zatímco kapilární účinek se měří jako výška sloupce kapaliny, která je kreslen vzhůru proti gravitaci dané jednotkou m (metr).

Odkaz:

1.Jones, Andrew Zimmerman. "Co je povrchové napětí?" Definice a experimenty. “ ThoughtCo. K dispozici zde
2.Perlman, USGS Howard. "Kapilární akce." Kapilární akce, z USGS Water-Science School. K dispozici zde  
3. „Kapilární akce“. Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. února 2018. K dispozici zde 

Obrázek se svolením:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'By Uživatel: Booyabazooka - vlastní dílo, (Public Domain) prostřednictvím Commons Wikimedia
2.'Figure 02 02 05'By CNX OpenStax (CC BY 4.0) přes Commons Wikimedia