Efek kapiler dalam cairan terjadi pada batas dua media - uap air dan gas. Ini mengarah ke kelengkungan permukaan, membuatnya cekung atau cembung.
Efek kapiler air
Bila wadah diisi dengan H2O, permukaannya rata. Namun, dindingnya bengkok. Jika dibasahi, permukaannya menjadi cekung; jika kering, itu menjadi cembung. Gaya tarik molekul H2O ke dinding bejana lebih besar daripada satu sama lain. Ini menjelaskan efek kapiler. Gaya tersebut mengangkat molekul H2O sampai tekanan hidrostatik seimbang.
Pengamatan
Sebagai bagian dari eksperimen, para peneliti mencoba menentukan bagaimana efek kapiler bergantung pada panjang tabung. Selama pengamatan, terungkap bahwa itu tidak tergantung pada panjang tabung, ketebalan bejana itu penting. Di ruang sempit, jarak antara dinding kecil. Sebagai hasil dari kelengkungan, mereka terhubung satu sama lain. Efek kapiler juga diringkas. Oleh karena itu, kadar H2O dalam bejana tipis mungkin lebih tinggi daripada bejana lebar.
Tanah
Ada pori-pori di tanah apa pun. Mereka juga memiliki efek kapiler. Pori-pori adalah pembuluh yang sama, hanya sajasangat kecil. Di semua tanah, itu diamati sampai tingkat tertentu.
Molekul H2O naik meskipun ada gravitasi. Ketinggian pengangkatan tergantung pada jenis tanah. Pada tanah lempung dapat mencapai 1,5 m, dan pada tanah berpasir dapat mencapai 30 cm, perbedaan ini berkaitan dengan ukuran pori. Di tanah berpasir, mereka sangat besar, masing-masing, gaya kapilernya kecil. Partikel tanah liat lebih kecil. Artinya pori-pori dalam tanah lebih kecil, dan efeknya lebih kuat.
Poin praktis
Efek kapiler dalam tanah harus diperhitungkan saat merancang dan meletakkan fondasi. Seperti disebutkan di atas, di tanah liat, kelembaban bisa naik 1,5 m, jika fondasi diletakkan di bawah tanda ini, maka itu akan terus-menerus berada di dalam air. Ini, pada gilirannya, akan berdampak negatif pada daya dukungnya. Untuk melindungi foundation dari kelembapan, diperlukan waterproofing.
Beton
Bahan ini digunakan dalam konstruksi pondasi. Dalam beton, serta di tanah, efek kapiler juga dimungkinkan, karena bahan ini memiliki struktur berpori. Melalui pori-pori, kelembapan menyebar ke dalam dan ke atas.
Jika telapak pondasi bertumpu pada tanah basah, air akan naik, mencapai alas dan naik lebih tinggi. Ini dapat menyebabkan kehancuran semua struktur. Untuk mencegah konsekuensi seperti itu, waterproofing diletakkan di antara tanah dan dasar pondasi, ruang bawah tanah dan dinding rumah.
Efek kapiler ultrasonik
Fenomena ini ditemukan oleh Akademisi Konovalov. Ilmuwan melakukan eksperimen yang cukup sederhana. Dia memasang bejana dengan air ke emitor generator, menurunkan tabung kapiler ke dalamnya. Menurut hukum alam, gaya mulai mempengaruhi H2O, menyebabkannya naik ke tingkat tertentu. Setelah menyalakan generator ultrasonik, air membuat sentakan tajam ke atas. Akademisi mengulangi percobaan ini dengan menambahkan pewarna ke bejana. Setelah generator dihidupkan, penghalusan dan simpul gelombang berdiri terlihat jelas di dalam tabung.
Kesimpulan
Akademisi Konovalov menemukan bahwa jika air dalam kapiler berfluktuasi di bawah pengaruh sumber ultrasonik, maka efek menaikkan levelnya meningkat tajam. Ketinggian kolom terkadang menjadi beberapa puluh kali lebih besar. Pada saat yang sama, tingkat pendakian juga meningkat.
Ilmuwan mampu membuktikan secara eksperimental bahwa cairan didorong bukan oleh gaya kapiler dan tekanan radiasi, tetapi oleh gelombang berdiri. Ultrasound terus-menerus memampatkan kolom dan mengangkatnya. Proses ini akan berlangsung sampai tekanan yang timbul di bawah pengaruh gelombang seimbang dengan level cairan.
Aplikasi
Efek ultrasonik digunakan dalam metode pengujian non-destruktif untuk menguji produksi peralatan semikonduktor. Di masa lalu, untuk mengontrol kekencangan rumah transistor, perangkat ditempatkan selama tiga hari dalam penangas aseton. Penggunaan ultrasound secara signifikan dapat mengurangi waktu menjadi 3-9 menit. Penemuan Konovalovdigunakan saat mengisi belitan motor listrik dengan senyawa isolasi, saat mewarnai kain - di mana pun penetrasi kelembaban ke dalam pori-pori diperlukan.
Efek getaran
Proses pemotongan logam, terutama pada kecepatan tinggi, menggunakan cairan pendingin pelumas. Karena mereka, penurunan gesekan, penurunan suhu alat, dan peningkatan ketahanan aus dipastikan. Diketahui bahwa cairan dapat menembus di bawah gigi seri. Bagaimana ini terjadi jika ditekan dengan kuat pada bagian pada tekanan hingga 200 kg / cm², dan dalam kondisi seperti itu, sebaliknya, pelumas harus dipaksa keluar dari bawah pemotong?
Tidak mungkin menjelaskan fenomena ini dengan efek kapiler. Pertama-tama, kekuatan dan kecepatan meningkatkan kelembaban sangat kecil. Selain itu, mereka disebabkan oleh tegangan permukaan. Ketinggian pengangkatan berkurang secara signifikan dengan meningkatnya suhu, yang di zona pemotongan dapat mencapai hingga 300 °C. Konovalov berhasil membuktikan bahwa, selain efek kapiler, getaran mesin juga berpengaruh. Itu terjadi selama pemrosesan benda kerja. Getaran ini memiliki frekuensi yang lebih tinggi dan amplitudo yang lebih rendah.
Penjelasan beberapa fenomena
Untuk waktu yang cukup lama, para ilmuwan tidak dapat menjelaskan pembungaan royal primrose sebelum gempa. Bunga ini tumbuh di sekitar. Jawa. Dan penduduk setempat menganggapnya sebagai peramal masalah. Menurut Konovalov, guncangan kuat kerak bumi didahului oleh getaran kecil dengan frekuensi berbeda, termasuk getaran ultrasonik. Mereka membantu mempercepat pergerakan nutrisi.senyawa oleh elemen tanaman, mengaktifkan proses metabolisme, yang memastikan pembungaan.
Kesimpulan
Seperti yang Anda lihat, efek kapiler adalah salah satu fenomena alam yang paling umum. Batang, daun, batang, cabang tanaman yang berbeda ditusuk oleh sejumlah besar saluran. Senyawa nutrisi dikirim melalui mereka ke semua organ. Efek kapiler digunakan di berbagai bidang aktivitas manusia: mulai dari membuat lapisan tar dan membuat produk keramik khusus yang diresapi dengan logam cair, hingga pengawetan mentimun.
