Co umí kapilární tlak - pokus se 2 bublinami

22. únor 2010 | 06.00 |

dvě bublinyPokud vyfoukneme  pomocí trychtýře namočeného koncem do saponátového roztoku bublinu a ústí trychtýře nasměrujeme například k hořící svíčce, bude se její plamínek odklánět od ústí trychtýře. Z bubliny je vytlačován vzduch, což je důkaz většího tlaku vzduchu v bublině než okolního atmosférického tlaku. Tento přídavný tlak v kapalině způsobuje zajímavý výsledek pokusu s dvěmi bublinami rozdílných průměrů, které vyfoukneme na opačných koncích skleněné trubičky a oddělíme trojcestným kohoutem. Co se stane s bublinami, když je pomocí kohoutu spojíme? Přefoukne se skutečně větší bublina do malé?

Pružná povrchová vrstvička kapaliny způsobuje, že pod zakřiveným povrchem kapaliny u stěn nádoby, u bublin či kapek nebo v kapilárách vzniká nový přídavný tlak. Zakřivením povrchu kapaliny se mění symetrie sféry molekulového působení, a tak ke koheznímu tlaku přibývá právě dodatečný tlak nazývaný kapilární tlak.

Těsně pod dutým povrchem je vnitřní tlak menší než těsně pod rovinným povrchem kapaliny v okolí kapiláry, právě o kapilární tlak. Proto kapalina vystoupí v kapiláře do takové výšky, aby hydrostatický tlak odpovídající tomuto sloupci kapaliny vyrovnal rozdíl vnitřní tlaků. U kapilární deprese je tomu opačně. Těsně pod vypuklým povrchem v kapiláře je vnitřní tlak větší než těsně pod rovinným povrchem kapaliny v okolí kapiláry, a to o kapilární tlak. Proto kapalina klesne v kapiláře o takovou výšku, aby byl kapilární tlak kompenzován.

Velikost kapilárního tlaku závisí na povrchovém napětí kapaliny a poloměru kulového vrchlíku či koule tvořeného hladinou kapaliny či bublinou.

Čím má kapalina větší povrchové napětí, tím je také větší kapilární tlak. Ovšem v našem pokusu jsou obě bubliny tvořené stejným saponátovým roztokem. O velikosti kapilárního tlaku uvnitř bublin rozhoduje jejich poloměr. Čím je poloměr větší, tím je však kapilární tlak menší. Když tedy spojíme bubliny s různým průměrem, tak se bude větší bublina zvětšovat a menší zmenšovat až zcela zanikne. V malé bublině byl na počátku děje větší kapilární tlak než v bublině s průměrem větším.

Průběh pokusu ukazuje video ze serveru fyzweb:
http://fyzweb.cz/materialy/videopokusy/POKUSY/BUBLINY/dvebubliny1.avi

Zpět na hlavní stranu blogu

Hodnocení

1 · 2 · 3 · 4 · 5
známka: 1.5 (6x)
známkování jako ve škole: 1 = nejlepší, 5 = nejhorší

Komentáře