Kapilārais efekts šķidrumā rodas pie divu vides – mitruma un gāzes – robežas. Tas noved pie virsmas izliekuma, padarot to ieliektu vai izliektu.
Ūdens kapilārais efekts
Kad trauks ir piepildīts ar H2O, tā virsma ir līdzena. Tomēr sienas ir saliektas. Ja tie ir samitrināti, virsma kļūst ieliekta, ja tās ir sausas, tā kļūst izliekta. H2O molekulu piesaiste trauka sieniņām ir lielāka nekā viena otrai. Tas izskaidro kapilāro efektu. Spēks paceļ H2O molekulas, līdz hidrostatiskais spiediens to līdzsvaro.
Novērojumi
Eksperimentu ietvaros pētnieki mēģināja noteikt, kā kapilārais efekts ir atkarīgs no caurules garuma. Novērojumu gaitā atklājās, ka tas nav atkarīgs no caurules garuma, trauka biezumam ir nozīme. Šaurās telpās attālums starp sienām ir mazs. Izliekuma rezultātā tie ir savienoti viens ar otru. Summēts arī kapilārais efekts. Attiecīgi H2O līmenis plānā traukā var būt augstāks nekā platā.
Zeme
Jebkurā augsnē ir poras. Viņiem ir arī kapilārs efekts. Poras ir tie paši trauki, tikaiļoti mazs. Visās augsnēs vienā vai otrā pakāpē tas tiek novērots.
Molekulas H2O pieaug, neskatoties uz gravitāciju. Pacelšanas augstums ir atkarīgs no augsnes veida. Māla augsnēs tas var būt līdz 1,5 m, bet smilšainās augsnēs līdz 30 cm. Šī atšķirība ir saistīta ar poru lielumu. Smilšainās augsnēs tie ir ļoti lieli, attiecīgi, kapilārais spēks ir mazs. Māla daļiņas ir mazākas. Tas nozīmē, ka poras augsnē ir mazākas un efekts ir spēcīgāks.
Praktiski punkti
Projektējot un ieliekot pamatus, jāņem vērā kapilārais efekts augsnē. Kā minēts iepriekš, māla augsnē mitrums var paaugstināties par 1,5 m Ja pamats tiek likts zem šīs atzīmes, tad tas pastāvīgi atradīsies ūdenī. Tas savukārt negatīvi ietekmēs tā nestspēju. Lai aizsargātu pamatu no mitruma, nepieciešama hidroizolācija.
Betons
Šis materiāls tiek izmantots pamatu izbūvē. Betonā, tāpat kā augsnē, iespējams arī kapilārais efekts, jo šim materiālam ir poraina struktūra. Caur porām mitrums izplatās dziļi un uz augšu.
Ja pamatu zole balstās uz mitras augsnes, ūdens pacelsies, sasniegs cokolu un pakāpsies augstāk. Tas var izraisīt visu konstrukciju iznīcināšanu. Lai novērstu šādas sekas, starp grunti un pamatu pamatni, pagrabu un mājas sienām tiek ieklāta hidroizolācija.
Ultraskaņas kapilārais efekts
Šo fenomenu atklāja akadēmiķis Konovalovs. Zinātnieks veica diezgan vienkāršu eksperimentu. Viņš pievienoja trauku ar ūdeni pie ģeneratora emitētāja, nolaižot tajā kapilāro cauruli. Saskaņā ar dabas likumiem spēks sāka ietekmēt H2O, izraisot tā paaugstināšanos līdz noteiktam līmenim. Pēc ultraskaņas ģeneratora ieslēgšanas ūdens strauji raustījās uz augšu. Akadēmiķis atkārtoja šo eksperimentu, pievienojot traukam krāsvielu. Pēc ģeneratora ieslēgšanas caurulē bija skaidri redzami stāvo viļņu retums un mezgli.
Secinājumi
Akadēmiķis Konovalovs atklāja, ka, ja ultraskaņas avota ietekmē ūdens kapilārā svārstās, tad krasi palielinās tā līmeņa paaugstināšanas efekts. Kolonnas augstums dažkārt kļūst vairākas desmitiem reižu lielāks. Tajā pašā laikā palielinās arī kāpuma ātrums.
Zinātnieks spēja eksperimentāli pierādīt, ka šķidrumu spiež nevis kapilārie spēki un radiācijas spiediens, bet gan stāvviļņi. Ultraskaņa pastāvīgi saspiež kolonnu un paaugstina to. Process turpināsies, līdz spiediens, kas rodas viļņu ietekmē, tiks līdzsvarots ar šķidruma līmeni.
Pieteikums
Ultraskaņas efektu izmanto nesagraujošās testēšanas metodēs pusvadītāju iekārtu ražošanas testēšanai. Vecajās dienās, lai kontrolētu tranzistora korpusa hermētiskumu, ierīci trīs dienas ievietoja acetona vannā. Ultraskaņas izmantošana var ievērojami samazināt laiku līdz 3-9 minūtēm. Konovalova atklāšanaizmanto, piesūcinot elektromotoru tinumus ar izolācijas maisījumiem, krāsojot audumus - visur, kur nepieciešama mitruma iekļūšana porās.
Vibrācijas efekts
Metāla griešanas procesos, īpaši lielā ātrumā, izmantojiet eļļojošus dzesēšanas šķidrumus. Pateicoties tiem, tiek nodrošināta berzes samazināšanās, instrumenta temperatūras pazemināšanās un tā nodilumizturības palielināšanās. Ir zināms, ka šķidrums var iekļūt zem priekšzoba. Kā tas notiek, ja tā tiek cieši piespiesta detaļai ar spiedienu līdz 200 kg / cm², un šādos apstākļos, gluži pretēji, smērviela ir jāizspiež no griezēja apakšas?
Šo parādību nebija iespējams izskaidrot ar kapilāro efektu. Pirmkārt, mitruma paaugstināšanas spēks un ātrums ir ļoti mazs. Turklāt tie rodas virsmas spraiguma dēļ. Pacelšanas augstums ievērojami samazinās, pieaugot temperatūrai, kas griešanas zonā var sasniegt pat 300°C. Konovalovam izdevās pierādīt, ka papildus kapilārajam efektam iedarbojas arī mašīnas vibrācija. Tas notiek sagataves apstrādes laikā. Šai vibrācijai ir augstāka frekvence un zemāka amplitūda.
Dažu parādību skaidrojums
Diezgan ilgu laiku zinātnieki nevarēja izskaidrot karaliskās prīmulas ziedēšanu pirms zemestrīces. Šis zieds aug apmēram. Java. Un vietējie iedzīvotāji viņu uzskata par nepatikšanas pareģotāju. Pēc Konovalova teiktā, pirms spēcīgiem garozas triecieniem rodas nelielas dažādas frekvences vibrācijas, tostarp ultraskaņas vibrācijas. Tie palīdz paātrināt barības vielu kustību.savienojumus ar augu elementiem, aktivizē vielmaiņas procesus, kas nodrošina ziedēšanu.
Secinājums
Kā redzat, kapilārais efekts ir viena no visizplatītākajām dabas parādībām. Dažādu augu kāti, lapas, stumbrs, zari ir caurdurti ar milzīgu kanālu skaitu. Uzturvielu savienojumi caur tiem tiek nogādāti visos orgānos. Kapilārais efekts tiek izmantots dažādās cilvēka darbības jomās: no gulšņu darvošanas un speciālu keramikas izstrādājumu radīšanas, kas piesūcināti ar kausētiem metāliem, līdz gurķu kodināšanai.
