Ha szeret koktélokat vagy egyéb italokat inni a szívószálból, akkor valószínűleg észrevette, hogy amikor az egyik végét folyadékba süllyesztjük, az ital szintje valamivel magasabban van benne, mint egy csészében vagy pohárban. Miért történik ez? Általában az emberek nem gondolnak rá. De a fizikusoknak már régóta sikerült jól tanulmányozniuk az ilyen jelenségeket, és még saját nevüket is adták nekik - kapilláris jelenségek. Rajtunk a sor, hogy megtudjuk, miért történik ez, és hogyan magyarázható ez a jelenség.
Miért fordulnak elő kapilláris jelenségek
A természetben minden történésnek van ésszerű magyarázata. Ha a folyadék nedvesít (pl. víz egy műanyag csőben), akkor felemelkedik a csövön, ha pedig nem nedves (például higany egy üvegfiolában), akkor lefelé megy. Ezenkívül minél kisebb egy ilyen kapilláris sugara, annál magasabbra emelkedik vagy csökken a folyadék. Mi magyarázza az ilyen kapilláris jelenségeket? A fizika azt mondja, hogy az expozíció eredményeként fordulnak előfelületi feszültségi erők. Ha alaposan megnézzük a folyadék felszíni rétegét a kapillárisban, láthatjuk, hogy alakjában egyfajta kör. A cső falai a szegélye mentén nyomásnak vannak kitéve az úgynevezett felületi feszültség hatására. Ráadásul egy nedvesítő folyadéknál az irányvektora lefelé, a nem nedvesítő folyadéknál pedig felfelé irányul.
Newton harmadik törvénye szerint elkerülhetetlenül vele megegyező nagyságú ellentétes nyomást okoz. Ez az, ami miatt a folyadék felemelkedik vagy leesik egy keskeny csőben. Ez megmagyaráz mindenféle kapilláris jelenséget. Azonban az biztos, hogy sokakban már felmerült egy logikus kérdés: "És mikor áll meg a folyadék emelkedése vagy csökkenése?" Ez akkor fog megtörténni, amikor a gravitációs erő vagy az Arkhimédész-erő egyensúlyba hozza azt az erőt, amely a folyadékot a cső mentén mozgatja.
Hogyan használhatók a kapilláris jelenségek?
Ennek az írószergyártásban elterjedt jelenségnek az egyik alkalmazása szinte minden diák vagy tanuló számára ismert. Valószínűleg már sejtette, hogy kapilláris tollról beszélünk.
Eszköze lehetővé teszi, hogy szinte bármilyen pozícióban írjon, és a vékony és tiszta nyom a papíron már régóta nagyon népszerűvé tette ezt a témát az író testvériség körében. A kapilláris jelenségeket a mezőgazdaságban is széles körben alkalmazzák a mozgás szabályozására és a nedvesség megtartására a talajban. Mint tudod, a föld, ahol nőnekkultúra, laza szerkezetű, amelyben szűk rések vannak az egyes részecskéi között. Valójában ez nem más, mint kapillárisok. Rajtuk keresztül a víz bejut a gyökérrendszerbe, és biztosítja a növények számára a szükséges nedvességet és hasznos sókat. A talajvíz azonban ezeken az ösvényeken is felemelkedik, és meglehetősen gyorsan elpárolog. Ennek a folyamatnak a megelőzése érdekében a kapillárisokat meg kell semmisíteni. Csak erre a talajlazításra kerül sor. És néha fordított helyzet áll elő, amikor növelni kell a víz mozgását a kapillárisokon keresztül. Ebben az esetben a talajt le kell hengerelni, és ennek köszönhetően megnő a keskeny csatornák száma. A mindennapi életben a kapilláris jelenségek különféle körülmények között használatosak. Itatópapír, törülközők és szalvéták, kanócok használata petróleumlámpákban és a technológiában – mindez a hosszú, keskeny csatornák összetételének köszönhetően lehetséges.
