Всем привет, друзья и подписчики канала «Физикохимия»! Сегодня я планирую рассказать Вам о таких явлениях, как поверхностное натяжение и капиллярный эффект. Сегодня Вы узнаете, почему скрепка держится на воде и как перелить воду из одного сосуда в другой, не боясь пролить жидкость!
Вряд ли найдется хоть один человек в мире, который не измерял бы температуру своего тела медицинским термометром, именуемым в простонародье градусником. Обычный градусник является жидкостным термометром, внутри которого находится ртуть. Работа прибора основана на изменении объема ртути при изменении температуры.
Все знают, что после измерения температуры тела для возврата градусника в исходное состояние (то есть для того, чтобы он показывал температуру заведомо меньшую, чем температура тела) его необходимо несколько раз энергично встряхнуть.
Почему же ртуть сама не возвращается в исходное состояние при постепенном остывании? Почему на нее действует только нагрев? Все дело в особом устройстве именно медицинского термометра.
Если присмотреться к конструкции термометра, то можно заметить, что колбочка (резервуар, где хранится двухграммовый объем ртути) соединен с измерительной трубкой капилляром с очень маленьким внутренним диаметром. При этом следует учесть, что ртуть обладает очень большим поверхностным натяжением и малой контактной смачиваемостью стекла.
Мениск – это искривление свободной поверхности жидкости вследствие её соприкосновения с поверхностью твёрдого тела. При маленьком диаметре капилляра большая кривизна свободной поверхности столбика ртути увеличивает давление в колбе, и ртуть дробится на мелкие капли. Если проследить путешествие ртути из колбы в трубку при нагревании, то в капилляре можно заметить маленькие капельки, идущие друг за другом. Пройдя капилляр, они снова сцепляются друг с другом в одно целое.
Если посмотреть на охлажденный градусник, то можно увидеть, что «ниточка» ртути имеет разрыв до и после места сужения.
Обратный процесс перетекания ртути из трубки в колбу затруднен – нужно приложить слишком большое начальное давление. Встряхивая градусник, мы это необходимое давление создаем центробежной силой, как бы заталкивая капельки обратно в колбу через узкий и не смачиваемый ртутью капилляр.
Подобная конструкция медицинского термометра сделана специально для фиксации температуры. В противном случае о точных значениях температуры говорить бы не пришлось: ведь тот же спиртовой термометр снижал бы показания практически мгновенно после того, как его вынули из подмышки. А ртутный термометр позволяет просматривать значения в любое время после измерения.
Из блога "Простая наука"
Капиллярный эффект заключается в подъеме жидкости в узких каналах или пористых телах. Он используется повсеместно, из-за него полотенца впитывают воду, а шариковые ручки «подкачивают» чернила из стержня. В мелких частицах, таких как песок, может происходить аналогичный эффект, который был практически не изучен. Теперь ученые, используя высокоточное математическое моделирование, выяснили, что эффект обусловлен гранулярной конвекцией, также известной, как эффект Бразильского ореха (если взять смесь сухофруктов и потрясти, более крупные орехи поднимутся наверх, а мелкие опустятся). Таким образом, эффект определяется трением, а не притяжением между самими частицами, как в жидкостях
