Капиллярность – одно из явлений, с которым мы сталкиваемся в жизни практически каждый день. Оно отвечает за то, почему вода в море распространяется по песчаному пляжу, почему чернила в тонкой ручке поднимаются по стеклянному стержню и почему ртуть в термометре поднимается выше уровня столба.
Капиллярность – это способность жидкостей распространяться по тонким трубкам без внешнего воздействия силы. При этом, если трубка сузится, то жидкость будет в ней подниматься выше своего уровня, а если трубка расширяется, то жидкость будет спускаться. Это явление обусловлено взаимодействием молекул жидкости с молекулами трубки.
Примером капиллярности может служить стеклянный капиллярный термометр. В нём жидкость в тонкой стеклянной трубке поднимается выше уровня жидкости в бульбе термометра. Это происходит из-за капиллярных сил, которые возникают при взаимодействии молекул стекла и жидкости.
Капиллярность в физике 7 класс
Капиллярность — это явление взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела, которое основано на силе поверхностного натяжения и капиллярном давлении.
Силой поверхностного натяжения называется сила, действующая вдоль поверхности раздела двух фаз — жидкой и газовой. Она старается сократить площадь поверхности и тем самым создает сферическую форму капель. Силу поверхностного натяжения обычно обозначают буквой Т. Единицей измерения силы поверхностного натяжения в системе СИ является ньютон на метр.
Капиллярное давление возникает во внутренних полостях тонких каналов, называемых капиллярами. Это явление объясняется действием силы поверхностного натяжения на стенки капилляра. Капиллярное давление зависит от радиуса капилляра и силы поверхностного натяжения. Чем меньше радиус капилляра и больше сила поверхностного натяжения, тем выше капиллярное давление.
В природе капиллярное давление проявляется, например, при подъеме влаги из грунта в растение через корневую систему, при подъеме влаги в сосуды растений или при подъеме влаги в тонких трубках бумаги. Эти и многие другие явления объясняются капиллярностью.
Для измерения капиллярности используют также капиллярные трубки с жидкостью, которые различаются по радиусу и материалу. Вода, масло и ртуть — обычные жидкости, используемые для изучения капиллярности.
Примеры капиллярности в повседневной жизни:
- Подъем воды в тонкой трубке бумаги или в корешках растений.
- Впитывание воды спонжем или губкой.
- Разливание жидкости по поверхности ткани.
- Появление капель на поверхности свежеиспеченных булочек или хлеба.
Капиллярность — это физическое явление, которое важно не только в физике, но и в других областях науки и повседневной жизни.
Основные понятия
Капиллярность – это явление взаимодействия жидкости с тонкими каналами, называемыми капиллярами. Оно основано на силе поверхностного натяжения, которая действует на границе раздела жидкости и воздуха.
Явление капиллярности изучается в физике и находит применение во многих областях науки и техники.
Капилляры
Капилляры – это тонкие каналы, которые могут быть разного размера и формы. Они могут быть изготовлены из различных материалов, например, из стекла, керамики или пластика.
Капилляры используются для измерения давления, определения плотности жидкости, фильтрации и других технических целей.
Сила поверхностного натяжения
Сила поверхностного натяжения – это сила, действующая на границе раздела двух фаз (например, жидкости и газа), и обусловлена различием во внутренней структуре этих фаз.
Сила поверхностного натяжения приводит к явлению капиллярности, когда жидкость поднимается или опускается внутри капилляра.
Уровень жидкости и капилляры
Уровень жидкости в капиллярах зависит от силы поверхностного натяжения и диаметра капилляра. Чем меньше диаметр капилляра, тем выше будет уровень жидкости.
Капилляры могут быть разного размера и формы, включая трубки, прямые и изогнутые каналы. Форма капилляра влияет на высоту, на которую поднимается или опускается жидкость.
Примеры капиллярности
1. Вывихнутое пламя
Одним из примеров капиллярного явления является появление «вывихнутого» пламени при поджигании спички. Когда спичку приближают к источнику огня, воспламеняющаяся сера начинает мгновенно расплавляться и поднимается по узкой пустоте внутри спички, восходящему тлеющему газу. Это происходит из-за капиллярной силы, которая позволяет жидкости проникать в узкое пространство, даже против гравитации.
2. Забавные мокрые пятна
Капиллярность также проявляется в явлении образования мокрых пятен на поверхностях. Например, если наливать воду на плоскую поверхность стола, то она начнет распространяться в стороны, образуя капли. Это происходит из-за капиллярных сил, которые заставляют воду проникать в промежутки между атомами поверхности и заполнять их. Чем больше капли, тем больше поверхности взаимодействия с атомами и, следовательно, тем быстрее распространяются капли на поверхности.
3. Подъем воды в растениях
Капиллярность играет важную роль в процессе подъема воды в растениях. Когда вода поступает в корни растений, она поднимается по стеблям и ветвям благодаря капиллярным силам. Молекулы воды, проникающие в микроскопические устьица в стеблях и капиллярах, создают цепочку, благодаря которой вода поднимается вверх. Это позволяет растениям получать необходимое количество питательных веществ и влаги для поддержания жизненных процессов.
Вопрос-ответ
Что такое капиллярность?
Капиллярность — это явление, при котором жидкость самопроизвольно поднимается или опускается в узких капиллярах или трубках, несмотря на силу тяжести.
Какие основные понятия связаны с капиллярностью?
Основными понятиями, связанными с капиллярностью, являются поверхностное натяжение, капиллярные силы, капиллярное давление и капиллярный подъём.
Как проявляется капиллярность в быту?
Капиллярность проявляется в различных бытовых ситуациях. Например, жидкость впитывается в губку, ткань или бумагу, вода поднимается по соломинке или трубке, масло расплывается по поверхности сковороды. Эти примеры демонстрируют капиллярный подъем и действие капиллярных сил.
