毛細管上昇

直径が非常に小さい硬質材料で構成されたチューブは、キャピラリー チューブとして知られています。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 (または下降) します。このプロセスは毛細管現象として知られており、これらのチューブは毛細血管と呼ばれます。

通常、毛細管現象は湿った流体で観察され、凝集力と表面張力の複合力によって悪化します。毛管作用は、水分子間の分子間引力と、毛管壁と液体の間に存在する接着力によって引き起こされます。

毛管作用

液体が重力に逆らってチューブやシリンダー内を上昇する現象は、毛細管現象として知られています。凝集力と接着力がこの現象の背後にある理由です。

現象間の相互作用により、液体はより高く引き寄せられます。上昇する液体によって達成される高さは、チューブの直径に反比例します。 2 つの現象、表面張力または粘着力に対する凝集力の比率のいずれかが増加すると、上昇も増加します。液体の密度が高くなると、キャピラリー チューブ内の液体の上昇は少なくなります。

毛細管が上昇する力は、毛細血管に閉じ込められた水の量によっても決まります。毛穴を取り囲む物質は、毛穴を満たすだけでなく、毛穴の上にコーティングを形成します。水分子に最も近い固体材料は、最も強力な接着力を持ちます。水が細孔に供給されると、フィルムの厚さが増し、毛細管力の大きさが減少します。

土壌分子の外表面に形成された膜も流れ始める可能性があります。毛細管現象は、さまざまな土壌ゾーンを通る地下水の輸送に関与しています。毛細管現象は、植物の木部チャネル内の液体を移動させるためにも使用されます。この現象は、葉の表面から水分が蒸発する際に、根である下層から水分を吸い上げます。

液体は原理的に、砂粒の間などの小さな隙間に吸い込まれ、細い管状に上昇する性質があります。固体と液体には分子間引力があり、毛細管現象または毛細管現象が発生します。水たまりの上に一枚の紙を置くと、同じように水を吸収します。紙の繊維の間の薄い隙間に水が吸収され、これが起こります。

表面張力

表面張力とは、定義によれば、液体の表面が別の相と接触するときに発生する現象です (液体の場合もあります)。液体は、可能な限り表面積が小さい方を好みます。液体の表面は弾性シートのように振る舞います。

液体の表面張力は、凝集力と粘着力に依存します。所定の単位面積で分子の表面層を除去するのに必要なエネルギーは、表面張力の現象に関与するエネルギーに相当します。

結束力

凝集力は、特定の液体の分子間に存在する力です。雨滴は、地面に落ちる前に同じ力で一緒に保持されます。表面張力はよく知られている現象ですが、それが凝集性の概念によっても引き起こされることを認識している人はほとんどいません。表面張力は、液体よりも密度の高いものが何の支えもなくそれらの上に浮くのを可能にすることで、沈むのを防ぎます.

粘着力

接着は、この現象に関連する別の用語です。固体容器と液体など、2 つの異なる物質間の引力は、接着と呼ばれます。これは、ガラスの表面に水を付着させるのと同じ力です.

付着現象が凝集現象よりも大きい場合、液体は接触する固体の表面を湿らせ、液体は容器の縁に向かって上向きに曲がります。容器の壁を湿らせない液体は、水銀などの付着力より凝集力の高い液体です。容器の縁に近づくと、そのような液体は内側に曲がります。

毛細血管内の液体メニスカス

毛管システムの液体メニスカスは次のようになります:

これをさらに理解するために、液滴 (または) 泡を考えてみましょう。ご存知のように、液体は表面張力の特徴により、その自由表面積を最小化 (または縮小) しようとします。液滴 (または) 泡も同様に、その表面を圧縮 (収縮) しようとし、封入された物質を圧縮します。

その結果、液滴（または）気泡の内部圧力が上昇し、それ以上の収縮が防止され、平衡が回復します。気泡 (または) 滴内の圧力は、平衡状態で気泡 (または) 液滴の外側の圧力よりも高く、この液滴 (または) 気泡の内側と外側の圧力差は過剰圧力と呼ばれます。

液滴に関しては、液体の静水圧が液滴に余剰圧力を提供します。

気泡がある場合、気泡に閉じ込められたガスのゲージ圧が気泡の過剰圧力を提供します。

結論

ペーパー タオルを水中に落とすと、重力を無視して自然に上に上っていきます。実際には、毛細血管の活動を検出することができ、水分子がタオルを這い上がり、他の水分子を引っ張っていることはほぼ正しい.