Ak radi pijete koktaily alebo iné nápoje zo slamky, pravdepodobne ste si všimli, že keď jeden z jej koncov ponoríte do tekutiny, hladina nápoja v nej je o niečo vyššia ako v šálke alebo pohári. Prečo sa to deje? Ľudia na to väčšinou nemyslia. Fyzikom sa však už dlho darí dobre študovať takéto javy a dokonca im dali svoj vlastný názov - kapilárne javy. Je rad na nás, aby sme zistili, prečo sa to deje a ako sa tento jav vysvetľuje.
Prečo dochádza ku kapilárnym javom
V prírode má všetko, čo sa deje, rozumné vysvetlenie. Ak je kvapalina zmáčaná (napríklad voda v plastovej trubici), stúpa hore trubicou a ak nie je zmáčaná (napríklad ortuť v sklenenej fľaštičke), klesá. Navyše, čím menší je polomer takejto kapiláry, tým vyššie bude kvapalina stúpať alebo klesať. Čo vysvetľuje takéto kapilárne javy? Fyzika hovorí, že k nim dochádza v dôsledku expozíciesily povrchového napätia. Ak sa pozriete pozorne na povrchovú vrstvu kvapaliny v kapiláre, môžete vidieť, že vo svojom tvare je to akýsi kruh. Pozdĺž jej okraja sú steny rúrky vystavené tlaku silou takzvaného povrchového napätia. Navyše v prípade zmáčacej kvapaliny je jej smerový vektor nasmerovaný nadol a v prípade nezmáčacej kvapaliny nahor.
Podľa tretieho Newtonovho zákona nevyhnutne spôsobuje opačný tlak, ktorý sa mu rovná. Práve to spôsobuje, že kvapalina stúpa alebo klesá v úzkej trubici. To vysvetľuje všetky druhy kapilárnych javov. Mnohí však už určite mali logickú otázku: „A kedy sa zastaví stúpanie alebo klesanie kvapaliny? To sa stane, keď sila gravitácie alebo Archimedova sila vyrovná silu, ktorá spôsobuje, že sa kvapalina pohybuje pozdĺž trubice.
Ako sa dajú využiť kapilárne javy?
Jednu z aplikácií tohto fenoménu, ktorý sa rozšíril vo výrobe papiernictva, pozná takmer každý študent či žiak. Pravdepodobne ste už uhádli, že hovoríme o kapilárnom pere.
Jeho zariadenie vám umožňuje písať takmer v akejkoľvek polohe a tenká a jasná značka na papieri robí túto tému už dlho veľmi populárnou medzi spisovateľskými bratstvami. Kapilárne javy sú tiež široko používané v poľnohospodárstve na reguláciu pohybu a zadržiavanie vlhkosti v pôde. Ako viete, krajina, kde rastúkultúra, má voľnú štruktúru, v ktorej sú medzi jej jednotlivými časticami úzke medzery. V skutočnosti to nie je nič iné ako kapiláry. Prostredníctvom nich vstupuje voda do koreňového systému a poskytuje rastlinám potrebnú vlhkosť a užitočné soli. Pôdna voda však tiež stúpa pozdĺž týchto ciest a pomerne rýchlo sa vyparuje. Aby sa zabránilo tomuto procesu, kapiláry by mali byť zničené. Práve na tento účel sa vykonáva kyprenie pôdy. A niekedy nastáva opačná situácia, keď je potrebné zvýšiť pohyb vody cez kapiláry. V tomto prípade sa pôda zroluje a v dôsledku toho sa zvýši počet úzkych kanálov. V každodennom živote sa kapilárne javy využívajú za rôznych okolností. Použitie pijavého papiera, uterákov a obrúskov, použitie knôtov v petrolejových lampách av technológii - to všetko je možné vďaka prítomnosti dlhých úzkych kanálov v ich zložení.
