ПӘнінің ОҚУ-Әдістемелік кешені 5В011000 «Физика» мамандығы үшін
Қисық бетті сұйық астындағы қосымша қысым
жүктеу/скачать 1,8 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Жұғатын және жұқпайтын сұйықтар. Жюрен формуласы
Қисық бетті сұйық астындағы қосымша қысым. Лаплас формуласы Сұйықтың табиғатына, құрамына байланысты сұйық беті дөңес немесе ойыс болуы мүмкін. Осы ойыс немесе дөңес бетте беттік керілу күші нәтижесінде қосымша қысым пайда болады. Дөңес бет астында пайда болған қосымша қысым төмен бағытталса, ойыс бет астындағы қысым жоғары қарай бағытталады (сурет). 1805 жылы Лаплас осы қосымша қысымды анықтайтын формуланы тұжырымдады.  ,
мұндағы P – қосымша қысым, - беттік керілу коэффициенті, R1, R2 - қисықтық радиустары. Егер бет сфералық бет болса, онда R1= R2 =R болады да Лаплас формуласы былайша өрнектеледі: 
Дөңес бет үшін плюс таңбасы, ойыс бет үшін минус таңбасы қойылады. Қосымша қысымды кейде Лаплас қысымы немесе капиллярлық қысым деп атайды. Жұғатын және жұқпайтын сұйықтар. Жюрен формуласы Егер қатты дененін, (мысалы, үстелдің) үстіне судын, бір тамшысын және сынаптың бір тамшысыи тамызсақ, онда олар әр түрлі формаға ие болатынын байқар едік. Су тамшысы үстел бетіне жайылып кетеді де, сынап тамшысы «жиырылып» шар формасына енеді. Бірінші сұйықты (суды) жұғатын сұйық, екінші сұйықты (сынап) жұқпайтын сұйық деп атайды (сурет). Физикалық ұүрғыдан олар былайша түсіндіріледі. Үш денеден: газ (ауа), сұйық (су, сынап), және қатты дене (үстелдің беті) тұратын жүйені қарастырамыз. Газ (ауа) бен сұйықтың (су, сынап) шекарасындағы беттік керілуін 12, сұйық пен қатты дене (үстелдің беті) шекарасындағы беттік керілуді 23, газ бен қатты дене шекарасындағы беттік керілуді 13 деп белгілесек, онда жүйенің, шекаралары арасындағы тепе-тендік төмендегі жағдай орындалғанда ғана іске асады: 13 = 23 + 12 cos, мүндағы — жиектік бұрыш деп аталады. Жиектік бұрыш — сұйыққа жүргізілген жанама мен қатты денеге жүргізілген жанамалардың арасындағы бұрыш. 
Жұғатын сұйық үшін <90°, ал жұқпайтын сұйық үшіи >90° болады. Егер = 0° болса, онда сұйық қатты дене бетіне түгел жайылып кетеді (толық жұғу деп аталады). Ал = 180° болса, онда толық жұқпайтын кезең, басталады. Біз қарастырған мысалда су үшін = 0°, ал сынап үшін = 180° болады. Айта кететін бір жайт сұйықтың жұғуы немесе жұқпауы, оның қандай қатты денемен әсерлесуіне де байланысты. Мысалы, су көптеген денелерге жұғатын болғанмен, майлы немесе шайырлы денелерге жұқпайды. Ал сынап көптеген қатты денелерге жұқпағанмен, мырышқа, қалайыға жұғады Диаметрі өте кішкене түтікшені капилляр деп атайды. Осы капиллярды жұғатын сұйықтың ішіне салсақ, оның ішіндегі  сұйықтың қисық беті ойыс болып келеді. Сұйық капиллярмен жоғары көтеріледі (а-сурет). Ал капиллярды жұқпайтын сұйыққа батырсақ, онда сұйық капиллярмен төмен түседі (б-сурет).Жұғатын сұйық капиллярмен қанша биіктікке көтеріледі, оны қалай табуға болады деген сұраққа жауапты Жюрен формуласы береді.
Радиусы r- ге тең капилляр жұғатын сұйыққа батырылған делік. Лаплас қысымының әсерінен сұйық капиллярмен h биіктікке көтерілсін. Капиллярдың ішіндегі сұйықтың салмағы (Р) Лаплас қысымының күшімен ( F ) теңелгенде сұйықтың көтеріліуі тоқталады, яғни : Р = F, бұдан  . Мұндағы R – қисықтық радиусы.
Бұл формалаға енетін физикалық шамалардың тек R-ден басқалары белгілі.Атаптайтқанда, - сұйықтың беттік керілу коэффициенті, g - дененің еркін түсу үдеуі, - сұйық тығыздығы. R -ді капиллярдың радиусы арқылы өрнектеу үшін АОК үшбұрышын қарастырамыз:  немесе  , осыдан  . Осы мәнді формулаға қойсақ, шығатыны
 , осы өрнек Жюрен формуласы деп аталады.Бұдан  . Басқаша айтқанда капилляр жіңішке болған сайын, h –тың мәні көп болады.Капиллярлық құбылыс биологияда кеңінен пайдаланылады. Мысалы, ағаштың жоғарғы бөлігіне су мен басқа да ерітінділер осы капилллярлық құбылыс бойынша көтеріледі.
жүктеу/скачать 1,8 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|