Forskel mellem overfladespænding og kapillær handling

Nøgleforskel - overflade Spænding vs kapillær handling
 

Overfladespænding og kapillærvirkning er fysiske egenskaber ved flydende stoffer. De er makroskopiske egenskaber ved væsker. Det vigtigste forskel mellem overfladespænding og kapillærvirkning er det, overfladespænding måles som den kraft, der påføres en bestemt længde af væsken givet af enheden N / m (Newton pr. meter), medens kapillærvirkning måles som højden af ​​væskesøjlen, der trækkes opad, mod den tyngde, der er givet af enheden m (meter).

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er overfladespænding
3. Hvad er kapillær handling
4. Forholdet mellem overfladespænding og kapillær handling
5. Sammenligning side ved side - Overfladespænding vs kapillær handling i tabelform
6. Resume

Hvad er overfladespænding?

Overfladespænding er et fænomen, hvor en væskeoverflade, hvor væsken er i kontakt med gassen, fungerer som et tyndt elastisk ark. Udtrykket overfladespænding bruges kun, når væsken er i kontakt med en gas (fx når den åbnes for den normale atmosfære). Udtrykket "grænsefladespænding" bruges til laget mellem to væsker.

Attraktioner mellem forskellige kemiske arter får de flydende molekyler til at forene sig. De flydende molekyler i væskeoverfladen tiltrækkes af molekylerne i midten af ​​væsken. Dette er en type samhørighed. Men tiltrækningen mellem flydende molekyler og luftmolekyler (eller klæbekræfterne) er ubetydelig. Derfor fungerer dette overfladelag af flydende molekyler som en elastisk membran. Overfladelaget af flydende molekyler er under spænding, fordi der ikke er tilstrækkelige tiltrækningskræfter til at afbalancere de sammenhængende kræfter, der virker på dem, derfor kaldes denne tilstand overfladespænding.

Figur 01: Tiltrækningskræfterne på flydende molekyler i væskeoverfladen

Formel til beregning af overfladespænding

Overfladespænding (γ) = F / d

Her er F overfladekraften, og d er den længde, som overfladekraften virker på. Derfor er måling af overfladespænding givet af enheden N / m (Newton per meter). Det er SI-enheden til måling af overfladespænding.

Hvad er kapillær handling?

Kapillærvirkning er en væskes evne til at strømme i trange rum uden hjælp fra eller i modsætning til eksterne kræfter som tyngdekraft. Det kan observeres som væsketegning gennem et kapillarrør i opadgående retning.

Kapillærvirkningen forekommer på grund af de intermolekylære kræfter mellem flydende molekyler og kapillarrørets overflade. Derfor forekommer det på grund af vedhæftningskræfter. Når rørets diameter er tilstrækkelig lille, stiger væsken gennem røret på grund af både klæbende og sammenhængende kræfter. De sammenhængende kræfter (tiltrækningskræfter mellem lignende molekyler) får molekylerne til at trækkes opad.

Når et kapillarrør placeres i en væske, dannes en menisk ved kanten af ​​røret. På grund af vedhæftningskræfter mellem flydende molekyler og rørets væg trækkes væsken op, indtil tyngdekraften virker på den mængde væske, der er nok til at overvinde klæbekraften. Derefter trækkes de flydende molekyler op på grund af samhørighed.

Figur 02: Kapillær handling - en model

Kapillærvirkning er almindelig blandt planter. Xylem-kar er kapillarrør, der kan trække vand med opløste næringsstoffer opad. Dette opfylder kravet om vand og næringsstof af grene og blade fra store planter.

Hvad er forholdet mellem overfladespænding og kapillær handling?

Kapillærvirkningen skaber en væskesøjle i et kapillarrør. Højden på væskesøjlen kan bestemmes ved ligningen nedenfor.

Formel til beregning af højden af ​​den flydende søjle

h = 2ycosθ / pgr

Heri,

• h er højden af ​​væskesøjlen,
• y er væskens overfladespænding (enheden er N / m),
• θ er kontaktvinklen mellem væsken og rørets væg,
• ρ er væskens densitet, g er accelerationen på grund af tyngdekraften (enheden er Kg / m³),
• r er radius af røret (m).

Hvad er forskellen mellem overfladespænding og kapillær handling?

Overfladespænding vs kapillær handling
Overfladespænding er et fænomen, hvor en væskeoverflade, hvor væsken er i kontakt med gassen, fungerer som et tyndt elastisk ark.	Kapillærvirkning er en væskes evne til at strømme i trange rum uden hjælp fra eller endda i modsætning til eksterne kræfter som tyngdekraft.
Teori
Overfladespænding er kraften på overfladen af ​​en væske udsat for luft.	Kapillærvirkning er strømmen af ​​en væske mod en ekstern kraft uden nogen hjælp.
Måling
Overfladespænding måles som den kraft, der påføres en bestemt længde af væsken givet af enheden N / m (Newton pr. Meter).	Kapillærvirkning måles som højden af ​​væskesøjlen, der trækkes opad, mod tyngdekraften, der er givet af enheden m (meter).

Resumé - Overflade Spænding vs kapillær handling

Overfladespænding og kapillærvirkning er to typer mikroskopiske egenskaber ved væsker. Forskellen mellem overfladespænding og kapillærvirkning er, at overfladespænding måles som den kraft, der påføres på en bestemt længde af væsken givet af enheden N / m (Newton pr. Meter), mens kapillærvirkningen måles som højden af ​​væskesøjlen, som trækkes opad mod den tyngdekraft, der er givet af enheden m (meter).

Reference:

1.Jones, Andrew Zimmerman. “Hvad er overfladespænding? Definition og eksperimenter. ” ThoughtCo. Tilgængelig her
2.Perlman, USGS Howard. "Kapillær handling." Kapillærhandling fra USGS Water-Science School. Tilgængelig her  
3. "Kapillær handling." Wikipedia, Wikimedia Foundation, 28. februar 2018. Tilgængelig her 

Billede høflighed:

1.'WassermoleküleInTröpfchen'By bruger: Booyabazooka - Eget arbejde, (Public Domain) via Commons Wikimedia
2.'Figure 02 02 05'By CNX OpenStax, (CC BY 4.0) via Commons Wikimedia