Kapilláris jelenség
A kapilláris jelenség vagy hajszálcsövesség a folyadékok azon tulajdonsága, hogy képesek szűk, keskeny térben mozogni, a gravitációs erő ellenében is. Ez a jelenség sok helyen tapasztalható, mint például porózus papíron, papírtörölközőn, hajszálcsövekben, a talajban stb.[1]
A kapilláris jelenség a folyadék és az azt körülvevő cső közötti intermolekuláris erők miatt lép fel. Ha a cső átmérője elegendően kicsi, akkor a felületi feszültség, valamint a folyadék és a cső közötti adhéziós erők együttes hatása felemeli a folyadékot a gravitáció ellenében.
A kapilláris szó a latin caput (fej), és ebből a capillus (haj) szavakból származik, mivel feltehetően először a hajnál, vagy ecsetnél tapasztalták a jelenséget. A kapilláris szót használják vékony, nagyon kis átmérőjű csövekre is.
Tartalomjegyzék |
Demonstráció [szerkesztés]
Ha egy mindkét végén nyitott kapillárist (kis átmérőjű üvegcső) függőlegesen behelyezünk egy vízzel teli edénybe, akkor a csőben felemelkedik a vízoszlop, és konkáv meniszkusz alakul ki az oszlop tetején. A folyadék és az üvegfal közötti adhéziós erők felhúzzák a vízoszlopot addig, amíg egyensúlyba kerül a rá ható gravitációs erővel. A vízoszlop súlya arányos a cső átmérőjének négyzetével, így minél keskenyebb a cső, annál magasabbra emelkedik a vízoszlop. A mellékelt képen látható, hogy a kisebb átmérőjű csőben magasabbra emelkedik a víz. A higany – és más nem nedvesítő folyadékok – konvex meniszkuszt produkál, és a kapilláris jelenség fordítottan működik.
Példák [szerkesztés]
A kapilláris jelenség alapján képződik a könny az egészséges szemnél. A szemhéj belső szélén két kis csatorna található, ezek biztosítják a szem „olajozását” a kapilláris jelenség hatására. Papírtörülközők szintén a kapilláris hatás alapján szívják fel a nedvességet. Speciális szintetikus anyagok a kapilláris jelenség alapján abszorbeálják a nedvességet az izzadó bőr felületéről. A vékonyréteg-kromatográfia is a kapilláris hatás alapján működik. A hidrológiaban a kapilláris jelenség írja le a vízmolekulák mozgását a talajban. Részben a kapilláris hatás miatt mozog a nedvesség a száraz talajrészek felé.
Érdekesség [szerkesztés]
Albert Einstein első publikációja, 1901-ből, a kapilláris jelenségről szólt (Folgerungen aus den Kapillaritätserscheinungen, Annalen der Physik, 513. oldal).[2]
Irodalom [szerkesztés]
- G.K. Batchelor,: 'An Introduction To Fluid Dynamics'. Cambridge University Press. 1967. ISBN ISBN 0-521-66396-2
Kapcsolódó szócikkek [szerkesztés]
- Hidrológia
- Kromatográfia
- Felületi feszültség
- Tűjég
- Washburn-egyenlet
- Szem
- Emberi szem
- Talaj
- Statisztika
- Papír
- Gravitáció
- Young–Laplace-egyenlet
- Hindu tej-csoda
