Реферат капилляры құбылыстар Орындаған: Айбекова Азиза Факультет: Жалпы медицина Топ : 109 А
жүктеу/скачать 441,13 Kb. Pdf көрінісі
|
Айбекова Азиза Капиллярлық құбылыстары
| Қолдану салалары
Капиллярлық әсер бақыланатын өнімнің бетіне шығатын ақауларды анықтау үшін бұзбайтын БАҚЫЛАУДА (капиллярлық бақылау немесе енетін заттарды бақылау) қолданылады. Көзге көрінбейтін 1 мкм-ден бастап жарықшақтарды анықтауға мүмкіндік береді. Мениск (грек тілінен. μενικος – жарты ай) - сұйықтықтың қатты дененің бетімен жанасатын жеріндегі қисық, бос беті. Ол тамырлардың қабырғаларында, арналарда-сұйықтыққа малынған губка тәрізді денелердің тесіктерінде және т. б. Жіңішке түтікте (капиллярда) мениск сфералық пішінді, жалпақ Тақталар арасындағы жеткілікті тар саңылауда – цилиндр тәрізді. Менискус қисықтығы үш фазаның – қатты, сұйық және газдың шекарасындағы молекулааралық өзара әрекеттесу күштерінің қатынасымен анықталады. Бұл бетті ылғалдандыратын сұйықтық ылғалдандырмайтын ойыс менискус түзеді-дөңес. Бірінші жағдайда сұйықтық молекулаларының өзара тартылуы олардың қатты дененің беткі молекулаларымен тартылуынан әлсіз. Екіншісінде, керісінше. Ойыс менискус үстіндегі Бу қысымы төмен, ал дөңес үстіндегі бу сұйықтықтың тегіс бетінен жоғары. Бұл, мысалы, капиллярлық конденсация құбылысын, сұйықтықтың кеуекті және талшықты материалдарға капиллярлық сіңуін, сұйықтықты жұқа түтіктер арқылы көтеруді немесе түсіруді түсіндіреді. Сұйық күйдегі заттың молекулалары бір-біріне жақын орналасқан. Молекулалар кристалдың бүкіл көлемінде реттелген құрылымдар түзетін және бекітілген орталықтардың жанында жылу тербелістерін жасай алатын қатты кристалды денелерден айырмашылығы, сұйықтық молекулалары көбірек еркіндікке ие. Сұйықтықтың әрбір молекуласы, сондай-ақ қатты денеде, барлық жағынан көрші молекулалармен "қысылып", тепе-теңдіктің белгілі бір позициясына жақын жылу тербелістерін жасайды. Алайда, анда-санда кез-келген молекула жақын маңдағы бос орынға ауыса алады. Сұйықтықтардағы мұндай секірулер жиі кездеседі; сондықтан молекулалар кристалдардағыдай белгілі бір орталықтарға байланбайды және сұйықтықтың бүкіл көлемінде қозғала алады. Бұл сұйықтықтардың сұйықтығын түсіндіреді. Жақын орналасқан молекулалар арасындағы күшті өзара әрекеттесудің арқасында олар бірнеше молекулалары бар жергілікті (тұрақсыз) реттелген топтар құра алады. Бұл құбылыс жақын тәртіп деп аталады. Мұздатылған кезде су кеңейеді, сондықтан мұз мұздатылған резервуардың бетінде қалқып қалады. Мұз астындағы мұздатылған судың температурасы 0°C. су қоймасының түбіндегі судың тығыз қабаттарында температура шамамен 4°C құрайды. Сұйықтықтардың ең қызықты ерекшелігі - бос беттің болуы. Сұйықтық, газдардан айырмашылығы, ол құйылған ыдыстың бүкіл көлемін толтырмайды. Сұйықтық пен газ (немесе бу) арасында сұйықтық массасының қалған бөлігімен салыстырғанда ерекше жағдайларда болатын интерфейс пайда болады. Сұйықтықтың шекаралық қабатындағы молекулалар, оның тереңдігіндегі молекулалардан айырмашылығы, барлық жағынан бірдей сұйықтықтың басқа молекулаларымен қоршалған. Көршілес молекулалардың сұйықтық ішіндегі молекулалардың біріне әсер ететін молекулааралық өзара әрекеттесу күштері орта есеппен өзара өтеледі. Шекаралық қабаттағы кез-келген молекула сұйықтықтың ішіндегі молекулалармен тартылады (берілген сұйықтық молекуласына газ (немесе бу) молекулалары әсер ететін күштерді елемеуге болады). Нәтижесінде сұйықтыққа терең бағытталған кейбір нәтиже күші пайда болады. Егер молекула бетінен сұйықтыққа ауысса, молекулааралық өзара әрекеттесу күштері оң жұмыс жасайды. Керісінше, кейбір молекулаларды сұйықтықтың тереңдігінен бетіне шығару үшін (яғни, сұйықтықтың бетінің ауданын ұлғайту), ұзақ уақыт бойы сыртқы күштердің оң жұмысын жұмсау керек, бұл бетінің ΔS өзгеруіне пропорционалды. Механикадан жүйенің тепе-теңдік күйлері оның потенциалдық энергиясының минималды мәніне сәйкес келетіні белгілі. Демек, сұйықтықтың бос беті оның ауданын қысқартуға тырысады. Осы себепті сұйықтықтың бос тамшысы сфералық пішінді алады. Сұйықтық бұл бетті жиыратын (қатайтатын) күштер оның бетіне жанама әсер ететіндей әрекет етеді. Бұл күштер беттік керілу күштері деп аталады.Беттік керілу күштерінің болуы сұйықтықтың бетін серпімді созылған пленкаға ұқсайды, тек айырмашылығы-пленкадағы серпімді күштер оның бетінің ауданына (яғни, пленканың қалай деформацияланғанына) және беттік керілу күштері сұйықтықтың бетінің ауданына тәуелді емес. Кез-келген жүйе өздігінен өзінің потенциалдық энергиясы минималды күйге ауысатындықтан, сұйықтық өздігінен оның бос бетінің ауданы ең аз болатын күйге ауысуы керек. Мұны келесі тәжірибе арқылы көрсетуге болады.Р әрпі түрінде иілген сымда жылжымалы көлденең қима күшейтіледі / (сурет. 3). Осылайша алынған жақтау сабын пленкасымен қатайтылып, жақтауды сабын ерітіндісіне батырады. Жақтауды ерітіндіден шығарғаннан кейін көлденең жолақ / жоғары қарай жылжиды, яғни молекулалық күштер сұйықтықтың бос бетінің ауданын азайтады. Бірдей көлемде шардың бетінің ең кіші ауданы болғандықтан, нөлдік гравитация күйіндегі сұйықтық шар тәрізді болады. Сол себепті сұйықтықтың кішкене тамшылары сфералық пішінді болады. Әр түрлі жақтаулардағы сабын пленкаларының пішіні әрқашан сұйықтықтың бос бетінің ең аз аймағына сәйкес келеді. Капиллярлық құбылыстар - бір-бірімен араласпайтын заттардың шекарасында, беттік керілудің әсерінен пайда болатын физикалық құбылыстар. Басқа сұйықтықпен, газбен немесе өзінің буымен шекаралас орналасқан сұйық бетінің иілуі де К. қ-қа жатады. Сұйықтық бетінің иілуі салдарынан, оның астында қосымша капиллярлық қысым ( р) пайда болады. Бұл қысымның шамасы Лаплас теңдеуімен өрнектеледі: р=р1––р2=2 12/r, мұндағы 12 – екі ортаның шекарасындағы беттік керілу, р1 және р2 – сұйықтықтағы (1) және онымен жанасқан ортадағы (2) қысым, r – беттің орташа қисықтық радиусы. Сұйықтықтың ойыс бетінің (r<0) астындағы қысым теріс таңбалы ( р<0), ал дөңес бетінің (r>0) астындағы қысым оң таңбалы ( р<0) болады. Шекаралық бет жазық (r= ) болса, сұйықтыққа қосымша қысым әсер етпейді ( р=0). К. қ. молекулааралық күш пен сыртқы күш (негізінен, ауырлық күші) әсерінен болатын сұйықтық бетінің тепе- теңдігі мен қозғалысының кейбір түрлерін де қамтиды. Сыртқы күш әсер етпесе немесе ол басқа күшпен теңгерілсе, сұйықтық беті жазық болмай имек болады. Мысалы, салмақсыздық жағдайындағы шектелген сұйықтық көлемі беттік керілудің әсерінен шар тәрізді пішін алады. Бұл жағдайда сұйықтық орнықты тепе-теңдікте болады. Өйткені, көлемдері бірдей геом. денелердің ішінде бетінің ауданы ең аз болатын дене – шар. Едәуір мөлшерде алынған тұтқырлығы аз сұйықтық, өзі құйылған ыдыстың пішінін қабылдайды. Жердің тарту күші беттік керілудің әсерін жеңетіндіктен, мұндай сұйықтықтың бос беті жазық болады. Бірақ сұйықтықтың массасы кеміген сайын беттік керілудің рөлі артады. Сұйықтықты газ ішіне бүріккенде немесе газды сұйықтықпен араластырғанда шар тәрізді майда тамшылар немесе көпіршіктер пайда болады. Қатты денемен жанасқан сұйықтық бетінің пішіні жұғу құбылысының әсері бойынша анықталады. Сұйықтық қатты денеге жұғу үшін, сұйықтық пен сол қатты дене молекулалары арасындағы ілінісу күші (F1) сұйықтық молекулаларының өз арасындағы тартылу күшінен артық (F2) болуы керек (яғни F1>F2). Бұл жағдайда сұйықтық ыдыс қабырғасымен жоғары көтеріледі (суреттегі а). Оның тар ыдыстағы (капилляр түтіктегі) беті ойыс болады. Қатты денеге жұқпайтын (яғни F1<="" p=""> Жұғатын сұйықтықтың менискісі ойыс, жұқпайтын сұйықтықтың менискісі дөңес болады. Ойыс менискі астындағы капиллярлық қысым теріс болғандықтан, түтіктегі сұйықтық салмағы капиллярлық қысыммен ( р) теңгерілгенше, сұйықтық жоғары көтеріле береді. Тепе- теңдік күйде мына қатыс орындалады: ( 1– 2) gh= p=2 12/r, мұндағы 1 және 2 – сұйықтық (1) пен газдың (2) тығыздығы, 12 – фазааралық беттік керілу, r – мениск беті орташа қисықтығының радиусы, g – еркін түсу үдеуі. Д.Жюрен (1684 – 1750) формуласы деп аталатын бұл өрнек сұйықтықтың капилляр түтік бойымен көтерілу (не төмен түсу) биіктігін (h) анықтайды. К. қ. табиғатта, күнделікті өмірде және өндірісте елеулі рөл атқарады. Судың топыраққа және әр түрлі кеуек материалдарға сіңуі, керосиннің білтемен жоғары көтерілуі, кентасты байыту үшін қолданылатын флотация осы К. қ-ға негізделген. К. қ. табиғатта, күнделікті өмірде және өндірісте елеулі рөл атқарады. Судың топыраққа және әр түрлі кеуек материалдарға сіңуі, керосиннің білтемен жоғары көтерілуі, кентасты байыту үшін қолданылатын флотация осы К. қ-ға негізделген. жүктеу/скачать 441,13 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|