液体が直管や多孔質物質の中を流れる現象を毛細管現象といいます。重力に逆らって動作することが多いため、重力を必要としません。毛細管運動、毛細管現象、ウィッキングは、毛細管現象を説明するために使用されます。
液体は、凝集力と接着力という分子内力によってチューブに引き込まれます。液体の凝集力と、液体とチューブ材料の間の接着力の組み合わせにより、毛細管現象が発生します。したがって、チューブはウィッキングを可能にするために十分に小さい直径を持っている必要があります.
次のいずれかが発生した場合、2 つの発生のいずれかが発生すると、上昇が加速されます。密度が上昇すると、毛細管内の液体の上昇が遅くなります。
毛細管現象の原因
液体の凝集力と、液体とチューブ素材の間の接着力の組み合わせにより、毛細管現象が発生します。
分子間力には、接着と凝集が含まれます。これらの力によって、液体はチューブ内に引き込まれます。したがって、キャピラリーを形成するには、十分に小さい直径のチューブが必要です。
毛細管現象の公式
細いキャピラリー チューブ内の液柱の上昇にも、表面張力が関与しています。
したがって、毛管上昇の公式は次のとおりです。
(h)=2Tcosθ/rρg
ここで、r=キャピラリー チューブのガラス半径
P =液体の密度
G =重力による加速度
Θ =チューブ壁と液体の接触度
T =液体の表面張力
液体と固体の性質に対する毛細管現象の依存性
もし Θ>90o の場合、メニスカスが凸状であるため、液体はキャピラリー内を落下 (下降) します。そしてこのマイナス (h =-ve)。
Θ=90o の場合、これはメニスカスが平面 (h =0) であり、毛細管現象はありません。
Θ<90o の場合、メニスカスが凹状であるため、h は正 (h =+ve) になります。 .これは、キャピラリー内の液面が上昇（上昇）していることを意味します。
毛管システムの液体メニスカスは次のようになります:
(i) 凹状のメニスカス
(ii) 凸状のメニスカス
iii) 平面形状のメニスカス
凹面メニスカス - この場合、メニスカスの下の圧力 (po – 2T/r) はその上の圧力 (Po)、超過圧力は P=2T/r
ここでは、管壁と液体の間の接触の程度が鋭くなっています。
Convex meniscus- この場合、メニスカスの下の圧力 (po + 2T/r) はそれより上の圧力 (Po) と超過圧力は P=2T/r
ここでは、管壁と液体の間の接触の程度が鈍い
平面メニスカス - この場合、メニスカスの下の圧力は上の圧力と等しく、過剰な圧力は P=0 です。
ここで、チューブ壁と液体の間の接触度は 90o です
毛管作用力
以下は、毛管作用の力の内訳です:
結束
液体の分子間に見られる力は凝集力と呼ばれます。
表面張力は最もよく知られている現象ですが、それが凝集の概念によっても引き起こされることに気づいている人はほとんどいません。
液体よりも密度の高い物質は、表面張力によって下に下がるのを妨げられます。これにより、追加のサポートがなくても物がその上に浮くことができます。
密着
接着とは、固い容器と液体を含む 2 つの異なるものの間の引力です。
水がグラスの表面にくっつく原因となる同様の力
接着力が凝集力よりも強い場合、液体は接触する材料の表面を飽和させ、液体は容器の縁に向かって上向きに湾曲します.
日常生活における毛細管現象
ペーパー タオルを水に落とすと、水は重力を無視して自発的にタオルを上っていきます。水分子がタオルを這い上がり、他の水分子を引っ張ることで、毛細血管活動を検出できます。
植物や樹木は、毛細管現象がなければ成長できません。植物は土から植物に水を運ぶことができる地球に根を持っています。水に溶けた栄養分が根に入り、表面にのぼります。水は毛細管現象によって根に届けられます。
Capillarity のアプリケーション
以下は、よく知られている一般的な毛細管現象の応用例です。
(a) ランプの芯の油は、芯の糸の毛細管現象によって上昇します。
(b) タオルの綿の毛細管現象は、体から水分を吸収するタオルの能力に関与しています.
(c) 毛細管現象により、スポンジ片に水が保持されます。
(d) あぶらとり紙は、あぶらとり紙の細孔の毛細管現象によってインクを吸収します。
(e) 植物の根毛は、毛細管現象を利用して土壌から水を抽出します。
結論
キャピラリー チューブ (細い円筒形のチューブ) の直径は最小です。これらの小さなチューブを液体に浸すと、キャピラリー内の液面が周囲の液面に対して上昇 (または低下) します。毛細管現象はこの活動の名前であり、毛細血管は関与する管です。これには、接着力と凝集力が関与しています。毛細管現象の式は (h)=2Tcosθ/rρg です。キャピラリー システムの液体メニスカスには、凹面メニスカス、凸面メニスカス、および平面メニスカスの 3 つのタイプがあります。私たちの身の回りには、毛細管現象の応用が数多くあります。
