Het capillaire effect in een vloeistof vindt plaats op de grens van twee media - vocht en gas. Het leidt tot een kromming van het oppervlak, waardoor het hol of bol wordt.
Watercapillair effect
Als het vat gevuld is met H2O, is het oppervlak egaal. De muren zijn echter verbogen. Als ze nat zijn, wordt het oppervlak hol; als ze droog zijn, wordt het convex. De aantrekkingskracht van H2O-moleculen op de wanden van het vat is groter dan op elkaar. Dit verklaart het capillaire effect. De kracht heft H2O moleculen op totdat hydrostatische druk het in evenwicht brengt.
Waarnemingen
Als onderdeel van de experimenten probeerden de onderzoekers te bepalen hoe het capillaire effect afhangt van de lengte van de buis. Tijdens observaties werd onthuld dat het niet afhangt van de lengte van de buis, de dikte van het vat is van belang. In nauwe ruimtes is de afstand tussen de muren klein. Door de kromming zijn ze met elkaar verbonden. Het capillaire effect wordt ook samengevat. Dienovereenkomstig kan het niveau van H2O in een dun vat hoger zijn dan in een breed vat.
Grond
Er zijn poriën in elke grond. Ze hebben ook een capillair effect. Poriën zijn dezelfde vaten, alleenheel klein. In alle bodems wordt het tot op zekere hoogte waargenomen.
Moleculen H2O stijgen ondanks zwaartekracht. De hefhoogte is afhankelijk van de grondsoort. Op kleigronden kan dit oplopen tot 1,5 m en op zandgronden tot 30 cm Dit verschil hangt samen met de poriegrootte. In zandgronden zijn ze erg groot, respectievelijk is de capillaire kracht klein. Kleideeltjes zijn kleiner. Dit betekent dat de poriën in de grond kleiner zijn en het effect sterker is.
Praktische punten
Bij het ontwerpen en leggen van de fundering moet rekening worden gehouden met de capillaire werking in de bodem. Zoals hierboven vermeld, kan in kleigrond vocht stijgen met 1,5 m. Als de fundering onder deze markering wordt gelegd, staat deze constant in het water. Dit heeft op zijn beurt een negatief effect op het draagvermogen. Om de fundering tegen vocht te beschermen, is waterdichting vereist.
Beton
Dit materiaal wordt gebruikt bij de constructie van de fundering. Zowel in beton als in grond is een capillaire werking mogelijk, omdat dit materiaal een poreuze structuur heeft. Door de poriën verspreidt het vocht zich diep en omhoog.
Als de zool van de fundering op natte grond rust, zal het water stijgen, de plint bereiken en hoger gaan. Dit kan leiden tot de vernietiging van alle structuren. Om dergelijke gevolgen te voorkomen, wordt waterdichting aangebracht tussen de grond en de basis van de fundering, de kelder en de muren van het huis.
Ultrasoon capillair effect
Dit fenomeen is ontdekt door academicus Konovalov. De wetenschapper voerde een vrij eenvoudig experiment uit. Hij bevestigde een vat met water aan de zender van de generator en liet er een capillaire buis in zakken. Volgens natuurwetten begon de kracht H2O te beïnvloeden, waardoor het tot een bepaald niveau steeg. Na het inschakelen van de ultrasone generator maakte het water een scherpe ruk naar boven. De academicus herhaalde dit experiment door een kleurstof aan het vat toe te voegen. Na het aanzetten van de generator waren verdunning en knopen van staande golven duidelijk zichtbaar in de buis.
Conclusies
Academisch wetenschapper Konovalov ontdekte dat als water in een capillair fluctueert onder invloed van een ultrasone bron, het effect van het verhogen van het niveau sterk toeneemt. De hoogte van de kolom wordt soms enkele tientallen keren groter. Tegelijkertijd neemt ook de stijgsnelheid toe.
De wetenschapper kon experimenteel bewijzen dat vloeistof niet door capillaire krachten en stralingsdruk wordt voortgeduwd, maar door staande golven. Echografie comprimeert constant de kolom en verhoogt deze. Het proces gaat door totdat de druk die ontstaat onder invloed van golven wordt gecompenseerd door het vloeistofniveau.
Toepassing
Het ultrasone effect wordt gebruikt in niet-destructieve testmethoden voor het testen van de productie van halfgeleiderapparatuur. Om de dichtheid van de behuizing van de transistor te controleren, werd het apparaat vroeger drie dagen in een acetonbad geplaatst. Het gebruik van echografie kan de tijd aanzienlijk verkorten tot 3-9 minuten. Ontdekking van Konovalovgebruikt bij het impregneren van de wikkelingen van elektromotoren met isolerende verbindingen, bij het verven van stoffen - overal waar vocht in de poriën moet dringen.
Effect van trillingen
Metaalsnijprocessen, vooral bij hoge snelheden, gebruiken smerende koelvloeistoffen. Hierdoor zijn een afname van de wrijving, een afname van de temperatuur van het gereedschap en een toename van de slijtvastheid verzekerd. Het is bekend dat vloeistof onder de snijtand kan doordringen. Hoe gebeurt dit als het stevig tegen het onderdeel wordt gedrukt met een druk tot 200 kg / cm², en onder dergelijke omstandigheden moet het smeermiddel juist onder de snijplotter uit komen?
Het was niet mogelijk om dit fenomeen te verklaren door het capillaire effect. Allereerst is de kracht en snelheid van het optrekken van vocht erg klein. Bovendien zijn ze te wijten aan oppervlaktespanning. De hefhoogte neemt aanzienlijk af met toenemende temperatuur, die in de snijzone kan oplopen tot 300°C. Konovalov wist te bewijzen dat naast het capillaire effect ook de trilling van de machine een effect heeft. Het komt voor tijdens de bewerking van het werkstuk. Deze trilling heeft een hogere frequentie en een lagere amplitude.
Verklaring van enkele verschijnselen
Lange tijd konden wetenschappers de bloei van de koninklijke sleutelbloem vóór de aardbeving niet verklaren. Deze bloem groeit ongeveer. Java. En de lokale bevolking beschouwt hem als een voorspeller van problemen. Volgens Konovalov worden krachtige schokken van de korst voorafgegaan door kleine trillingen van verschillende frequenties, waaronder ultrasone trillingen. Ze helpen de verplaatsing van voedingsstoffen te versnellen.verbindingen door plantelementen, activeren metabolische processen, wat zorgt voor bloei.
Conclusie
Zoals je kunt zien, is het capillaire effect een van de meest voorkomende natuurlijke fenomenen. Stengels, bladeren, stam, takken van verschillende planten worden doorboord door een groot aantal kanalen. Via hen worden nutriënten aan alle organen geleverd. Het capillaire effect wordt gebruikt op verschillende gebieden van menselijke activiteit: van het teer maken van dwarsliggers en het maken van speciale keramische producten geïmpregneerd met gesmolten metalen, tot het inleggen van komkommers.
