Разница между поверхностным натяжением и капиллярным действием

2024 Автор: Mildred Bawerman | [email protected]. Последнее изменение: 2023-12-16 08:42

Ключевое различие - поверхностное натяжение и капиллярное действие

Поверхностное натяжение и капиллярность - физические свойства жидких веществ. Это макроскопические свойства жидкостей. Ключевое различие между поверхностным натяжением и капиллярным действием заключается в том, что поверхностное натяжение измеряется как сила, приложенная к определенной длине жидкости, выраженная единицей Н / м (ньютон на метр), тогда как капиллярное действие измеряется как высота столба жидкости. который тянется вверх против силы тяжести, заданной единицей измерения m (метр).

СОДЕРЖАНИЕ

1. Обзор и основные отличия

2. Что такое поверхностное натяжение

3. Что такое капиллярное действие

4. Связь между поверхностным натяжением и капиллярным действием

5. Параллельное сравнение - поверхностное натяжение и капиллярное действие в табличной форме

6. Резюме

Что такое поверхностное натяжение?

Поверхностное натяжение - это явление, при котором поверхность жидкости, где жидкость контактирует с газом, действует как тонкий эластичный лист. Термин поверхностное натяжение используется только тогда, когда жидкость находится в контакте с газом (например, при открытии в нормальную атмосферу). Термин «межфазное натяжение» используется для слоя между двумя жидкостями.

Притяжение между различными химическими веществами заставляет молекулы жидкости объединяться. Молекулы жидкости на поверхности жидкости притягиваются молекулами в середине жидкости. Это своего рода сплоченность. Но притяжение между молекулами жидкости и молекулами воздуха (или силы сцепления) незначительно. Таким образом, этот поверхностный слой молекул жидкости действует как эластичная мембрана. Поверхностный слой молекул жидкости находится под натяжением, потому что силы притяжения недостаточно для уравновешивания действующих на них сил сцепления, поэтому это состояние называется поверхностным натяжением.

Рисунок 01: Силы притяжения жидких молекул на поверхности жидкости.

Формула для расчета поверхностного натяжения

Поверхностное натяжение (γ) = F / d

Здесь F - поверхностная сила, а d - длина, на которой действует поверхностная сила. Таким образом, поверхностное натяжение измеряется в единицах Н / м (Ньютон на метр). Это единица СИ для измерения поверхностного натяжения.

Что такое капиллярное действие?

Капиллярное действие - это способность жидкости течь в узких пространствах без помощи внешних сил, таких как гравитация, или против них. Это можно наблюдать как протекание жидкости через капиллярную трубку в направлении вверх.

Капиллярное действие возникает из-за межмолекулярных сил между молекулами жидкости и поверхностью капиллярной трубки. Следовательно, это происходит из-за сил сцепления. Когда диаметр трубки достаточно мал, жидкость поднимается по трубке за счет как адгезионных, так и когезионных сил. Силы сцепления (силы притяжения между подобными молекулами) заставляют молекулы тянуться вверх.

Когда капиллярная трубка помещается в жидкость, на краю трубки образуется мениск. Затем из-за сил адгезии между молекулами жидкости и стенкой трубки жидкость вытягивается вверх до тех пор, пока сила тяжести, действующая на это количество жидкости, не станет достаточной для преодоления силы сцепления. Затем молекулы жидкости вытягиваются вверх за счет сцепления.

Рисунок 02: Капиллярное действие - модель

Капиллярное действие распространено среди растений. Сосуды ксилемы представляют собой капиллярные трубки, которые могут забирать воду с растворенными питательными веществами вверх. Это удовлетворяет потребность в воде и питательных веществах ветвей и листьев крупных растений.

Какая связь между поверхностным натяжением и капиллярным действием?

Капиллярное действие создает столб жидкости в капиллярной трубке. Высота столба жидкости может быть определена с помощью уравнения, приведенного ниже.

Формула для расчета высоты столба жидкости

h = 2γcosθ / ρgr

В этом,

• h - высота столба жидкости,
• γ - поверхностное натяжение жидкости (единица Н / м),
• θ - угол контакта между жидкостью и стенкой трубки,
• ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения (единица измерения - кг / м ³),
• r - радиус трубы (м).

В чем разница между поверхностным натяжением и капиллярным действием?

Различать статью в середине перед таблицей

Поверхностное натяжение против капиллярного действия
Поверхностное натяжение - это явление, при котором поверхность жидкости, где жидкость контактирует с газом, действует как тонкий эластичный лист.	Капиллярное действие - это способность жидкости течь в узких пространствах без помощи внешних сил, таких как гравитация, или даже против них.
Теория
Поверхностное натяжение - это сила, действующая на поверхность жидкости, подверженную воздействию воздуха.	Капиллярное действие - это поток жидкости против внешней силы без какой-либо помощи.
Измерение
Поверхностное натяжение измеряется как сила, приложенная к определенной длине жидкости, выраженная в единицах Н / м (Ньютон на метр).	Капиллярное действие измеряется как высота столба жидкости, который поднимается вверх, против силы тяжести, заданной единицей измерения m (метр).

Резюме - поверхностное натяжение против капиллярного действия

Поверхностное натяжение и капиллярное действие - это два типа микроскопических свойств жидкостей. Разница между поверхностным натяжением и капиллярным действием заключается в том, что поверхностное натяжение измеряется как сила, приложенная к определенной длине жидкости, выраженная единицей Н / м (ньютон на метр), тогда как капиллярное действие измеряется как высота столба жидкости, который тянется вверх против силы тяжести, заданной единицей измерения m (метр).