Капилярност на водата | dLambow

 

Капилярността на водата - значение за процесите на земята

Значение на капилярността на водата

Капилярността на водата играе важна роля в много природни процеси, произтичащи на Земята. Например, благодарение на това свойство, водата омокря пласт от почвата, лежащ значително по-високо от огледалото на грунтовите води и доставя на корените на растенията разтвори с хранителни вещества. От капилярността се обуслява и движението на кръвта и тъканните течности в живите организми. 

Какво е капилярност на водата?

 

Какво е капилярност?

Капилярност (от ново латински: capillaritas, от capillaris - косистост, капилярност) или капилярен ефект е движението (нагоре или надолу) на течност по тесен (капилярен) отвор или пористи тела, причинено от повърхностно напрежение между течността и заобикалящия я материал. Най-често това явление се наблюдава във вертикално разположени тесни стъклени тръбички, така наречените капилярни тръбички, но може да се появи и в други посоки, като например при абсорбиране на вода от гъба, плат или попивателна хартия.

Сцеплението между течността и твърдото вещество кара повърхността на течността да се огъва под определен ъгъл в точката на контакт. Водата се огъва нагоре при контакт със стъклото. Силата на сцеплението действа върху повърхността на водата и я кара да се издига. Подемната сила е пропорционална на обиколката на водната повърхност. В тясна тръба тази сила достига достатъчна стойност, за да започне да се издига водният стълб.

Примери за капилярност

Благодарение на явлението капилярност е възможна жизнената дейност на:

• - животните,
• - растенията,
• - различни химични процеси,
• - ежедневни явления, например:
•     = издигане на керосин по фитила в керосинова лампа,
•     = избърсване на ръцете с кърпа.

При биологичните обекти обаче капилярният механизъм на движение на течността не е единственият (осмозата играе също важна роля).

Към характерните капилярни явления спадат:

• - капилярната абсорбция,
• - появата и разпространението на капилярни вълни,
• - капилярното движение на течност,
• - капилярната кондензация (втечняване),
• - процесите на изпаряване,
• - процесите на разтваряне при наличие на извита повърхност.

Капилярни явления

Капилярни явления са съвкупността от явления, причинени от повърхностно напрежение на границата на несмесващи се среда (в системи течност-течност, течност-газ или пара) при наличие на повърхностна кривина.
 

Капилярност при липса на гравитация

При липсата на гравитация, имаме специален случай, когато течност с ограничена маса, под въздействието на повърхностното напрежение, проявява тенденцията да заема обем с минимална повърхност, тоест приема формата на топка (сфера).
 

 

Капилярност при  гравитация

При действие на гравитацията, не много вискозна течност, с достатъчна маса, приема формата на съд, в който е налята, а свободната й повърхност, при относително голяма площ (по-далеч от стените на съда) става плоска, тъй като ролята на повърхностното напрежение е по-малко значимо от това на гравитацията.

Значение на омокрянето за капилярните процеси

При взаимодействие с повърхността на друга течност или твърдо вещество (например със стените на съда), повърхността на течността става извита в зависимост от наличието или липсата на омокряне. Ако се осъществи омокряне, т.е. молекулите на течността взаимодействат по-силно с повърхностните молекули, отколкото с молекулите на друга течност (или газ), тогава под влияние на разликата в силите на междумолекулното взаимодействие, течността се издига по стената на съда (осъществява се капилярен процес), като участъкът от течността, в съседство със стената, е огънат.

Образуване на капилярна система

Ако стените на съда се доближат една до друга (т.е. ако съдът се стесни), зоните на кривина на повърхността на течността образуват менискус - напълно извита повърхност. Така получената система става капилярна.

•     = При нея, при условията на омокряне, налягането под менискуса се намалява и течността в капиляра се издига (над нивото на свободната повърхност на течността в съда). Теглото на течния стълб, издигнат на определена височина, балансира капилярното налягане.

•     = Неомокрящата течност в капиляра образува изпъкнал менискус, налягането над който е по-високо, а течността в него пада под нивото на свободната повърхност извън капиляра.

Примери за капилярни процеси

Кривината на повърхността на течността може значително да повлияе на капилярни процеси, като:

• - изпаряването,
• - кипенето,
• - разтварянето,
• - зародишообразуването по време на кондензация на пари,
• - кристализацията.

По този начин свойствата на системите, съдържащи голям брой капчици или газови мехурчета (емулсии, аерозоли, пяни) и тяхното образуване, до голяма степен се определят от капилярните явления. 

 

Капилярни процеси при технологичните процеси

Капилярните процеси са в основата на много технологични процеси, като:

• - флотация,
• - спичане на прахове,
• - извличане на нефта от земните пластове, с помощта на водни разтвори на повърхностноактивни вещества,
• - адсорбционното разделяне на на газови и течни смеси,
• - пречистването на газови и течни смеси и др. 

 

Същност на капилярните явления

Капилярните явления са физически явления, причинени от действието на повърхностното напрежение на границата на несмесващи се среди. Капилярните явления обикновено включват явления в течни среди, причинени от кривината на тяхната повърхност, която граничи с друга течност, газ или собствената им пара. Кривината на повърхността води до появата на допълнително капилярно налягане в течността, чиято стойност е свързана със средната кривина на повърхността.

----------------