Plik menisk jest krzywizną powierzchni cieczy. Jest to również swobodna powierzchnia cieczy na granicy faz ciecz-powietrze. Ciecze charakteryzują się stałą objętością i są słabo ściśliwe.
Jednak kształt cieczy zmienia się w zależności od kształtu pojemnika, który je zawiera. Ta cecha wynika z przypadkowego ruchu cząsteczek, które je tworzą..
Ciecze mają zdolność płynięcia, dużą gęstość i szybkie dyfundowanie do innych cieczy, z którymi się mieszają. Pod wpływem grawitacji zajmują najniższy obszar pojemnika, pozostawiając na górze niezupełnie płaską swobodną powierzchnię. W niektórych przypadkach mogą przybierać specjalne formy, takie jak krople, bąbelki i bąbelki..
Właściwości cieczy, takie jak temperatura topnienia, prężność par, lepkość i ciepło parowania zależą od intensywności sił międzycząsteczkowych, które nadają cieczom spójność..
Jednak ciecze również oddziałują z pojemnikiem poprzez siły adhezji. Menisk powstaje wtedy z tych zjawisk fizycznych: różnicy między siłami kohezji między cząstkami cieczy a siłami adhezji, która pozwala im zwilżyć ściany..
Indeks artykułów
Jak już wyjaśniono, menisk jest wynikiem różnych zjawisk fizycznych, wśród których można również wymienić napięcie powierzchniowe cieczy..
Siły kohezji to fizyczny termin wyjaśniający interakcje międzycząsteczkowe w cieczy. W przypadku wody siły kohezji wynikają z interakcji dipol-dipol i wiązań wodorowych.
Cząsteczka wody ma charakter dwubiegunowy. Wynika to z faktu, że tlen w cząsteczce jest elektroujemny, ponieważ ma większą zachłanność dla elektronów niż wodory, co decyduje o tym, że tlen pozostaje z ładunkiem ujemnym, a atomy wodoru są naładowane dodatnio..
Istnieje przyciąganie elektrostatyczne między ujemnym ładunkiem cząsteczki wody, znajdującej się na tlenie, a dodatnim ładunkiem innej cząsteczki wody, znajdującej się na wodorze..
Ta interakcja jest tak zwana oddziaływaniem dipol-dipol lub siłą, która przyczynia się do spójności cieczy..
Z drugiej strony cząsteczki wody mogą oddziaływać ze szklanymi ścianami, częściowo ładując atomy wodoru cząsteczek wody, które silnie wiążą się z atomami tlenu na powierzchni szkła..
Stanowi to siłę adhezji między cieczą a sztywną ścianą; potocznie mówi się, że ciecz zwilża ścianę.
Po umieszczeniu roztworu silikonu na powierzchni szkła woda nie impregnuje całkowicie szkła, ale na szybie tworzą się krople, które można łatwo usunąć. Tak więc wskazuje się, że przy tej obróbce siła adhezji między wodą a szkłem jest zmniejszona..
Bardzo podobny przypadek ma miejsce, gdy dłonie są tłuste, a po umyciu w wodzie na skórze zamiast wilgotnej widać bardzo wyraźne krople.
Istnieją dwa rodzaje łąkotek: wklęsłe i wypukłe. Na obrazie wklęsłe to A, a wypukłe to B.Kropkowane linie wskazują prawidłowy poziom podczas odczytu pomiaru objętości.
Wklęsły menisk charakteryzuje się tym, że kąt zwilżania θ utworzony przez szklaną ściankę z linią styczną do menisku i wprowadzany do cieczy ma wartość mniejszą niż 90º. Jeśli pewna ilość płynu zostanie umieszczona na szkle, ma ona tendencję do rozlewania się po powierzchni szkła..
Obecność wklęsłego menisku wskazuje, że siły kohezji w cieczy są mniejsze niż siła adhezji ściana-ciecz.
Dlatego płyn obmywa lub zwilża szklaną ścianę, zatrzymując pewną ilość płynu i nadając meniskowi wklęsły kształt. Woda jest przykładem płynu, który tworzy wklęsłe łąkotki.
W przypadku menisku wypukłego kąt zwilżania θ ma wartość większą niż 90º. Rtęć jest przykładem cieczy, która tworzy wypukłe łąkotki. Gdy kropla rtęci zostanie umieszczona na szklanej powierzchni, kąt zwilżania θ ma wartość 140º.
Obserwacja wypukłego menisku wskazuje, że siły kohezji cieczy są większe niż siła adhezji między cieczą a ścianką szkła. Mówi się, że płyn nie zwilża szkła.
Powierzchniowe siły kohezji (ciecz-ciecz) i adhezji (ciecz-ciało stałe) są odpowiedzialne za wiele zjawisk o znaczeniu biologicznym; tak jest w przypadku napięcia powierzchniowego i kapilarności.
Napięcie powierzchniowe to wypadkowa siła przyciągania, która jest wywierana na cząsteczki cieczy znajdującej się na powierzchni i która ma tendencję do wprowadzania ich do cieczy..
Dlatego napięcie powierzchniowe ma tendencję do koalescencji cieczy i tworzenia bardziej wklęsłych łąkotek; Albo inaczej: ta siła ma tendencję do usuwania powierzchni cieczy ze szklanej ściany.
Napięcie powierzchniowe ma tendencję do spadku wraz ze wzrostem temperatury, na przykład: napięcie powierzchniowe wody wynosi 0,076 N / m przy 0 ºC i 0,059 N / m przy 100 ºC.
Tymczasem napięcie powierzchniowe rtęci w temperaturze 20 ° C wynosi 0,465 N / m. To wyjaśniałoby, dlaczego rtęć tworzy wypukłe łąkotki.
Jeśli kąt zwilżania θ jest mniejszy niż 90 °, a ciecz zwilża ściankę szklaną, ciecz wewnątrz szklanych kapilar może osiągnąć stan równowagi.
Ciężar słupa cieczy jest kompensowany przez pionową składową siły kohezji spowodowaną napięciem powierzchniowym. Siła adhezji nie działa, ponieważ są prostopadłe do powierzchni rury.
Prawo to nie wyjaśnia, w jaki sposób woda może unosić się od korzeni do liści przez naczynia ksylemu..
W rzeczywistości istnieją inne czynniki, które interweniują w tym zakresie, na przykład: gdy woda paruje w liściach, umożliwia zassanie cząsteczek wody w górnej części naczyń włosowatych.
Dzięki temu inne cząsteczki z dna naczyń włosowatych mogą unieść się, aby zająć miejsce cząsteczek odparowanej wody..
Jeszcze bez komentarzy