Kapilární elevace

15. únor 2015 | 06.00 |

Kapilární jevy nesou své označení od tenké trubičky – kapiláry (z latinského capillus = vlas), která se po vložení do vhodné kapaliny naplní kapalinou do vyšší,  případně menší výšky,  než je hladina kapaliny v okolní nádobě.  Když kapalina v kapiláře klesne pod výšku okolní hladiny, hovoříme o kapilární depresi (z latinského deprimo = stlačuji) a stává se to u kapalin nesmáčejících stěny trubice např. rtuti. Hladina rtuti v kapiláře se přitom vyboulí do tvaru vypuklého vrchlíku. U kapalin snadno smáčejících stěny skleněné trubice (voda) se navíc zakřiví hladina do tvaru kulového vrchlíku. S kapilární elevací se v praxi setkáme mnohem častěji než s depresí.

V jednoduchém experimentu si připravíme sklenici s vodou obarvenou například potravinářským barvivem a sklenici prázdnou, do které budeme kapilární elevací vodu "přečerpávat".  Jako tenké kapilárky nám poslouží vhodně upravená papírová kuchyňská utěrka. Zkroutíme si ji do ruličky a jeden její konec vložíme do sklenice s obarvenou vodou a druhý do prázdné sklenice.  Voda pomalu vystupuje tenkými kapilárkami mezi vlákny papíru a začne plnit prázdnou sklenici, jak ukazuje časosběrné video. Snadno se pak prostřednictvím vzlínavosti dostane obarvená voda tímto způsobem během dostatečně dlouhého času z jedné nádoby do druhé.

Příčinou kapilarity je přídavný tlak v kapalině -  kapilární tlak. Ten je způsobený pružností povrchové vrstvy kapaliny. Pod dutým povrchem hladiny kapaliny v kapiláře je vnitřní tlak ve srovnání s tlakem pod běžným vodorovným povrchem menší právě o kapilární tlak. Voda proudí z místa vyššího tlaku (z volné hladiny) do místa nižšího tlaku (k menisku v kapiláře) tak dlouho, až hydrostatický tlak sloupce vody vyrovná kapilární tlak. Rovnováha kapaliny v tíhovém poli nastane tehdy, bude-li mít kapalina v každé vodorovné rovině stejný tlak. Výška výstupu vody v kapiláře závisí přímo úměrně na povrchovém napětí kapaliny, která dobře smáčí stěny kapiláry, nepřímo úměrně na hustotě kapaliny a poloměru kapiláry. U velmi tenkých kapilárek tak voda vzlíná kapilárami do poměrně velké výšky.

To umožňuje vodě vzlínat tenkými kapilárami v půdě  ke kořínkům rostlin a až k povrchu půdy nebo v cévkách rostlin od kořenů  až k jejich vrcholkům,  nasávání hořlavých kapalin do knotů kahanů či schopnost některých látek (vata, knoty, beton) nasávat vlhkost.

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1 (1x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře

 zatím nebyl vložen žádný komentář