PROFILPELAJAR.COM

Капілярний ефект у тонких трубках різної товщини й з різним змочуванням

Капіля́рність (рос. капиллярность; англ. capillarity; нім. Kapilarität f) — явище зміни висоти рівня рідини в капілярах, що пов'язане із змочуванням поверхні мікропор і капілярів рідиною.

Загальний опис

Капілярність виявляється в русі рідини по них (підняття при змочуванні, відштовхування при незмочуванні) завдяки додатковим силам під криволінійним меніском. Висота h підняття змочувальної рідини в капілярі залежить від коефіцієнта поверхневого натягу рідини; крайового кута змочування; r — радіусу трубки; густини рідини; прискорення вільного падіння.

Рідина в капілярі піднімається або опускається на таку висоту h, при якій тиск стовпа рідини (гідростатичний тиск) зрівноважується надлишковим, капілярним тиском. Висота підняття (опускання) рідини в капілярі обернено пропорціональна його радіусу. В тонких капілярах рідина піднімається досить високо. Так, при повному змочуванні вода в капілярі діаметром 10 мкм піднімається на висоту h = 3 м.

Електрокапілярність

Див. докладніше Електрокапілярні явища

Електрокапілярність проявляється в залежності поверхневого натягу від електричного стану міжфазної поверхні.

Електрокапілярні явища — явища, що виникають при існуванні різниці електричних напруг між дотичними тілами і пов'язані із залежністю від потенціалу електрода поверхневого натягу на межі електрода і електроліту. Залежність коефіцієнта тертя електрода, змочуваності і твердості від його потенціалу також відноситься до електрокапілярних явищам.

Капілярність у грунтах і гірських породах

Висота капілярного здіймання рідини в порах є обернено пропорційною до діаметра пор. Розміри пор у породі збільшуються залежно від розмірів часток, що її складають. Практично можна вважати, що за величини часток породи понад 2 мм капілярне здіймання відсутнє. У пісків середньої за розмірами зернистості воно складає 15–35 см, у супісків – 100–150 см i у глин – 400–500 cм. Час капілярного здіймання до граничної висоти для різних порід є різним. Встановлено, що чим більшою є висота капілярного здіймання, тим меншою є швидкість самого підйому.

Капілярні явища в одних випадках приносять користь, в інших – шкоду. Завдяки висхідному капілярному руху рослини отримують водне живлення з глибших шарів. А ось у районах поширення високомінералізованих підземних вод капілярний висхідний рух призводить до засолення ґрунтів i утворення солончаків. Це явище шкідливо позначається на стійкості порід у підвалах споруд i на стійкості схилів. Тому з капілярним явищем у породах часто доводиться боротися.

Див. також

Література

Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
Біленко І. І. Фізичний словник. — К.: Вища школа, Головне видав. 1979. — 336 с.
Физическая энциклопедия. Т.2. Гл.ред. А. М. Прохоров. М.:Сов.энциклопедия. 1988.
Айвазов В. В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции.- М.: Высшая школа, 1973. — 206 с.