A folyadékban a kapilláris hatás két közeg – a nedvesség és a gáz – határán lép fel. Ez a felület görbületéhez vezet, ami homorúvá vagy domborúvá teszi.
Vízkapilláris hatás
Ha az edény meg van töltve H2O-val, a felszíne egyenletes. A falak azonban meggörbültek. Ha nedvesek, a felület homorú, ha száraz, akkor domborúvá válik. A H2O molekulák vonzása az ér falaihoz nagyobb, mint egymáshoz. Ez magyarázza a kapilláris hatást. Az erő addig emeli a H2O molekulákat, amíg a hidrosztatikus nyomás ki nem egyensúlyozza azt.
Megfigyelések
A kísérletek részeként a kutatók megpróbálták meghatározni, hogyan függ a kapilláris hatás a cső hosszától. A megfigyelések során kiderült, hogy nem a cső hosszától függ, az ér vastagsága számít. Szűk helyeken a falak közötti távolság kicsi. A görbület következtében össze vannak kötve egymással. A kapilláris hatást is összefoglaljuk. Ennek megfelelően a H2O szintje egy vékony edényben magasabb lehet, mint egy szélesben.
Föld
Bármilyen talajban vannak pórusok. Kapilláris hatásuk is van. A pórusok ugyanazok az erek, csaknagyon kicsi. Valamennyi talajon bizonyos mértékben megfigyelhető.
Molekulák H2O emelkednek a gravitáció ellenére. Az emelési magasság a talaj típusától függ. Agyagos talajon 1,5 m-ig, homokos talajon 30 cm-ig terjedhet, ez a különbség a pórusmérettel függ össze. Homokos talajban nagyon nagyok, a kapilláris erő kicsi. Az agyagrészecskék kisebbek. Ez azt jelenti, hogy a talaj pórusai kisebbek, és a hatás erősebb.
Gyakorlati szempontok
A tervezésnél és az alapozásnál figyelembe kell venni a talajban jelentkező kapilláris hatást. Mint fentebb említettük, agyagos talajban a nedvesség 1,5 m-rel emelkedhet. Ha az alapot e jel alatt fektetik le, akkor az állandóan a vízben lesz. Ez viszont negatívan befolyásolja a teherbírását. Az alapzat nedvességtől való védelme érdekében vízszigetelés szükséges.
Beton
Ezt az anyagot az alapozás építésénél használják. A betonban és a talajban is lehetséges a kapilláris hatás, mivel ez az anyag porózus szerkezetű. A pórusokon keresztül a nedvesség mélyre és felfelé terjed.
Ha az alap talpa nedves talajon nyugszik, a víz felemelkedik, eléri a lábazatot és feljebb megy. Ez az összes szerkezet tönkremeneteléhez vezethet. Az ilyen következmények megelőzése érdekében a talaj és az alapozás, az alagsor és a ház falai közé vízszigetelést kell helyezni.
Ultrahangos kapilláris hatás
Ezt a jelenséget Konovalov akadémikus fedezte fel. A tudós meglehetősen egyszerű kísérletet végzett. A generátor emitteréhez egy vízzel töltött edényt csatlakoztatott, egy kapilláris csövet engedett bele. A természeti törvények szerint az erő elkezdte befolyásolni a H2O-t, ami egy bizonyos szintre emelkedett. Az ultrahangos generátor bekapcsolása után a víz élesen felfelé rándult. Az akadémikus megismételte ezt a kísérletet úgy, hogy festéket adott az edényhez. A generátor bekapcsolása után az állóhullámok ritkulása és csomópontjai jól láthatók voltak a csőben.
Következtetések
Konovalov akadémikus azt találta, hogy ha a kapillárisban lévő víz ultrahangos forrás hatására ingadozik, akkor a szint emelésének hatása meredeken megnő. Az oszlop magassága néha több tízszeresére nő. Ugyanakkor az emelkedés sebessége is nő.
A tudós kísérletileg be tudta bizonyítani, hogy a folyadékot nem a kapilláris erők és a sugárzási nyomás, hanem az állóhullámok lökdösik. Az ultrahang folyamatosan összenyomja és megemeli az oszlopot. A folyamat addig tart, amíg a hullámok hatására fellépő nyomást a folyadék szintje kiegyenlíti.
Alkalmazás
Az ultrahangos hatást roncsolásmentes vizsgálati módszerekben használják félvezető berendezések gyártásának tesztelésére. A régi időkben a tranzisztorház tömítettségének ellenőrzésére a készüléket három napra acetonfürdőbe helyezték. Az ultrahang használata jelentősen csökkentheti az időt 3-9 percre. Konovalov felfedezésevillanymotorok tekercseinek szigetelőanyaggal történő impregnálásakor, szövetfestéskor használják - ahol szükséges a nedvesség behatolása a pórusokba.
Rezgés hatása
A fémvágási folyamatoknál, különösen nagy sebességeknél, kenő hűtőfolyadékot kell használni. Ezeknek köszönhetően a súrlódás csökkenése, a szerszám hőmérsékletének csökkenése és kopásállóságának növekedése biztosított. Ismeretes, hogy a folyadék behatolhat a metszőfog alá. Hogyan történik ez, ha akár 200 kg / cm² nyomással szorosan az alkatrészhez nyomják, és ilyen körülmények között éppen ellenkezőleg, a kenőanyagot ki kell szorítani a vágó alól?
Ezt a jelenséget nem lehetett a kapilláris hatással magyarázni. Először is, a nedvesség emelésének ereje és sebessége nagyon kicsi. Ráadásul a felületi feszültségnek köszönhető. Az emelési magasság jelentősen csökken a hőmérséklet emelkedésével, ami a vágási zónában akár 300°C-ot is elérhet. Konovalovnak sikerült bebizonyítania, hogy a kapilláris hatás mellett a gép rezgése is hatással van. A munkadarab megmunkálása során fordul elő. Ennek a rezgésnek magasabb a frekvenciája és kisebb az amplitúdója.
Néhány jelenség magyarázata
A tudósok hosszú ideig nem tudták megmagyarázni a királyi kankalin virágzását a földrengés előtt. Ez a virág kb. Jáva. A helyiek pedig a bajok előrejelzőjének tartják. Konovalov szerint a kéreg erőteljes lökéseit különböző frekvenciájú kisebb rezgések előzik meg, beleértve az ultrahangos rezgéseket is. Segítenek felgyorsítani a tápanyagok mozgását.növényi elemek vegyületei aktiválják az anyagcsere folyamatokat, ami biztosítja a virágzást.
Következtetés
Amint látja, a kapilláris hatás az egyik leggyakoribb természeti jelenség. A különböző növények szárát, leveleit, törzsét, ágait rengeteg csatorna szúrja át. A tápanyagok rajtuk keresztül jutnak el minden szervhez. A kapilláris hatást az emberi tevékenység különböző területein alkalmazzák: a talpfák kátrányozásától és az olvadt fémekkel impregnált speciális kerámiatermékek létrehozásától az uborka savanyításáig.
