K kapilárny efekt v kvapaline dochádza na hranici dvoch médií – vlhkosti a plynu. Vedie k zakriveniu povrchu, čím sa stáva konkávnym alebo konvexným.
Vodný kapilárny efekt
Keď je nádoba naplnená H2O, jej povrch je rovný. Steny sú však ohnuté. Ak sú navlhčené, povrch sa stáva konkávnym, ak sú suché, stáva sa konvexným. Príťažlivosť molekúl H2O k stenám nádoby je väčšia ako k sebe navzájom. To vysvetľuje kapilárny efekt. Sila dvíha molekuly H2O, kým ju nevyváži hydrostatický tlak.
Postrehy
V rámci experimentov sa výskumníci pokúsili určiť, ako závisí kapilárny efekt od dĺžky trubice. V priebehu pozorovaní sa ukázalo, že nezáleží na dĺžke trubice, ale na hrúbke nádoby. V úzkych priestoroch je vzdialenosť medzi stenami malá. V dôsledku zakrivenia sú navzájom spojené. Kapilárny efekt je tiež zhrnutý. Preto môže byť hladina H2O v tenkej nádobe vyššia ako v širokej nádobe.
Ground
V každej pôde sú póry. Majú tiež kapilárny účinok. Póry sú len rovnaké cievyveľmi malé. Vo všetkých pôdach sa pozoruje do jedného alebo druhého stupňa.
Molekuly H2O stúpajú napriek gravitácii. Výška zdvihu závisí od typu pôdy. Na hlinitých pôdach môže byť do 1,5 m, na piesočnatých do 30 cm. Tento rozdiel súvisí s veľkosťou pórov. V piesočnatých pôdach sú veľmi veľké, respektíve kapilárna sila je malá. Častice hliny sú menšie. To znamená, že póry v pôde sú menšie a účinok je silnejší.
Praktické body
Pri navrhovaní a kladení základov je potrebné vziať do úvahy kapilárny efekt v pôde. Ako bolo uvedené vyššie, v hlinenej pôde môže vlhkosť stúpať o 1,5 m. Ak je základ položený pod touto značkou, bude neustále vo vode. To zase negatívne ovplyvní jeho nosnosť. Na ochranu základov pred vlhkosťou je potrebná hydroizolácia.
Betón
Tento materiál sa používa pri stavbe základov. V betóne, ako aj v pôde, je možný aj kapilárny efekt, pretože tento materiál má poréznu štruktúru. Cez póry sa vlhkosť šíri hlboko a nahor.
Ak podrážka základov spočíva na mokrej pôde, voda stúpne, dosiahne podstavec a pôjde vyššie. To môže viesť k zničeniu všetkých štruktúr. Aby sa predišlo takýmto následkom, medzi pôdu a základňu, suterén a steny domu sa položí hydroizolácia.
Ultrazvukový kapilárny efekt
Tento jav objavil akademik Konovalov. Vedec vykonal celkom jednoduchý experiment. K žiariču generátora pripojil nádobu s vodou a vložil do nej kapiláru. Podľa prírodných zákonov začala sila ovplyvňovať H2O, čo spôsobilo jej zvýšenie na určitú úroveň. Po zapnutí ultrazvukového generátora voda prudko trhla smerom nahor. Akademik zopakoval tento experiment pridaním farbiva do nádoby. Po zapnutí generátora bolo v trubici jasne viditeľné zriedenie a uzly stojatých vĺn.
Závery
Akademik Konovalov zistil, že ak voda v kapiláre pod vplyvom ultrazvukového zdroja kolíše, efekt zvýšenia jej hladiny sa prudko zvyšuje. Výška stĺpca sa niekedy zväčší niekoľko desiatokkrát. Zároveň sa zvyšuje aj rýchlosť stúpania.
Vedcom sa podarilo experimentálne dokázať, že kvapalinu netlačia kapilárne sily a tlak žiarenia, ale stojaté vlny. Ultrazvuk neustále stláča stĺpec a zdvíha ho. Proces bude pokračovať, kým sa tlak vznikajúci vplyvom vĺn nevyrovná hladinou kvapaliny.
Aplikácia
Ultrazvukový efekt sa využíva v nedeštruktívnych testovacích metódach na testovanie výroby polovodičových zariadení. Za starých čias bolo zariadenie na kontrolu tesnosti krytu tranzistora umiestnené na tri dni do acetónového kúpeľa. Použitie ultrazvuku môže výrazne skrátiť čas na 3-9 minút. Objav Konovalovapoužíva sa pri impregnácii vinutí elektromotorov izolačnými zmesami, pri farbení látok - všade tam, kde je potrebné preniknúť vlhkosť do pórov.
Vplyv vibrácií
Pri procese rezania kovov, najmä pri vysokých rýchlostiach, sa používajú mazacie chladivá. Vďaka nim je zabezpečené zníženie trenia, zníženie teploty nástroja a zvýšenie jeho odolnosti proti opotrebovaniu. Je známe, že tekutina môže preniknúť pod rezák. Ako sa to stane, ak je tesne pritlačený k dielu tlakom do 200 kg / cm² a za takýchto podmienok by sa naopak malo mazivo vytlačiť spod frézy?
Tento jav nebolo možné vysvetliť kapilárnym efektom. Po prvé, sila a rýchlosť vzlínania vlhkosti je veľmi malá. Okrem toho sú spôsobené povrchovým napätím. Výška zdvihu výrazne klesá so zvyšujúcou sa teplotou, ktorá v zóne rezu môže dosiahnuť až 300°C. Konovalovovi sa podarilo dokázať, že okrem kapilárneho efektu má vplyv aj vibrácia stroja. Vyskytuje sa pri spracovaní obrobku. Táto vibrácia má vyššiu frekvenciu a nižšiu amplitúdu.
Vysvetlenie niektorých javov
Vedci pomerne dlho nevedeli vysvetliť kvitnutie prvosienky kráľovskej pred zemetrasením. Tento kvet rastie asi. Java. A miestni ho považujú za prediktora problémov. Podľa Konovalova silným nárazom kôry predchádzajú menšie vibrácie rôznych frekvencií, vrátane ultrazvukových vibrácií. Pomáhajú urýchliť pohyb živín.zlúčeniny rastlinnými prvkami, aktivujú metabolické procesy, čo zabezpečuje kvitnutie.
Záver
Ako môžete vidieť, kapilárny efekt je jedným z najbežnejších prírodných javov. Stonky, listy, kmeň, konáre rôznych rastlín sú prepichnuté veľkým počtom kanálov. Živinové zlúčeniny sa cez ne dostávajú do všetkých orgánov. Kapilárny efekt sa využíva v rôznych oblastiach ľudskej činnosti: od dechtovania podvalov a vytvárania špeciálnych keramických výrobkov impregnovaných roztavenými kovmi až po morenie uhoriek.
