Mavzu: Suyuqlik xossalari, ho’llash, kapillyar hodisalar Kirish

Mavzu: Suyuqlik xossalari, ho’llash, kapillyar hodisalar
Kirish
Yuqori texnologiyalar asrida tabiiy fanlar odamlar hayotida tobora muhim ahamiyat kasb etmoqda. 21-asr odamlari juda samarali kompyuterlar, smartfonlar ishlab chiqaradi va atrofimizdagi dunyoni chuqurroq va chuqurroq o'rganadi. O‘ylaymanki, odamlar kelajagimizni tubdan o‘zgartiradigan yangi ilmiy-texnik inqilobga tayyorgarlik ko‘rmoqda. Ammo bu o'zgarishlar qachon sodir bo'lishini hech kim bilmaydi. Har bir inson o'z ishi bilan bu kunni yaqinlashtirishi mumkin.
Ushbu tadqiqot ishim fizika rivojiga qo'shgan kichik hissamdir.
Ushbu tadqiqot ishi hozirgi kunda dolzarb bo‘lgan “Kapillyar hodisalar” mavzusiga bag‘ishlangan. Hayotda biz ko'pincha ko'plab kichik kanallar (qog'oz, ip, teri, turli qurilish materiallari, tuproq, yog'och) tomonidan teshilgan jismlar bilan shug'ullanamiz. Suv yoki boshqa suyuqliklar bilan aloqa qilganda, bunday jismlar ko'pincha ularni o'zlashtiradi. Ushbu loyiha kapillyarlarning tirik va tirik bo'lmagan organizmlar hayotidagi ahamiyatini ko'rsatadi.
Tadqiqot ishining maqsadi: fizika nuqtai nazaridan suyuqlikning kapillyarlar orqali harakatlanishining sababini asoslash, kapillyar hodisalarning xususiyatlarini aniqlash.
O'rganish ob'ekti: suyuqliklarning kapillyarlar orqali so'rilish, ko'tarilish yoki tushish xususiyati.
Tadqiqot predmeti: jonli va jonsiz tabiatdagi kapillyar hodisalar.
Suyuqlikning xossalari haqidagi nazariy materialni o'rganish.
Kapillyar hodisalar haqidagi material bilan tanishing.
Kapillyarlarda suyuqlikning ko'tarilish sababini aniqlash uchun bir qator tajribalarni o'tkazing.
Ish davomida o'rganilgan materialni umumlashtiring va xulosa tuzing.
Kapillyar hodisalarni o'rganishga kirishishdan oldin suyuqlikning kapillyar hodisalarda muhim rol o'ynaydigan xususiyatlari bilan tanishish kerak.
Yuzaki taranglik
"Sirt tarangligi" atamasining o'zi sirtdagi moddaning "qattiq", ya'ni kuchlanish holatida ekanligini anglatadi, bu ichki bosim deb ataladigan kuchning ta'siri bilan izohlanadi. U molekulalarni suyuqlikka o'z yuzasiga perpendikulyar yo'nalishda tortadi. Shunday qilib, moddaning ichki qatlamlarida joylashgan molekulalar, o'rtacha, atrofdagi molekulalarning barcha yo'nalishlarida bir xil tortishishni boshdan kechiradi; sirt qatlamining molekulalari moddalarning ichki qatlamlari tomondan va muhitning sirt qatlami bilan chegaradosh tomondan teng bo'lmagan tortishishlarga duchor bo'ladi. Masalan, suyuqlik-havo chegarasida sirt qatlamida joylashgan suyuqlik molekulalari havo molekulalariga qaraganda suyuqlikning ichki qatlamlarining qo'shni molekulalaridan kuchliroq tortiladi. Suyuqlikning sirt qatlami xossalarining ichki hajmlari xossalaridan farqlanishining sababi shu.
Ichki bosim suyuqlik yuzasida joylashgan molekulalarning ichkariga tortilishiga olib keladi va shu bilan ma'lum sharoitlarda sirtni minimal darajaga tushirishga intiladi. Suyuqlik yuzasining qisqarishiga olib keladigan interfeys uzunligi birligiga ta'sir qiluvchi kuch sirt taranglik kuchi yoki oddiygina sirt tarangligi s deb ataladi.
Har xil suyuqliklarning sirt tarangligi bir xil emas, bu ularning molyar hajmiga, molekulalarning qutbliligiga, molekulalarning bir-biri bilan vodorod bog'larini hosil qilish qobiliyatiga va boshqalarga bog'liq.
Haroratning oshishi bilan sirt tarangligi chiziqli ravishda kamayadi. Suyuqlikning sirt tarangligiga undagi aralashmalar ham ta'sir qiladi. Sirt tarangligini kamaytiradigan moddalar sirt faol moddalar (sirt faol moddalar) deb ataladi. Suvga nisbatan sirt faol moddalar neft mahsulotlari, spirtlar, efir, sovun va boshqa suyuq va qattiq moddalardir. Ba'zi moddalar sirt tarangligini oshiradi. Masalan, tuzlar va shakarning aralashmalari.
Buni MKT tushuntiradi. Agar suyuqlikning molekulalari orasidagi tortishish kuchlari sirt faol moddasi va suyuqlik molekulalari orasidagi tortishish kuchlaridan katta bo'lsa, suyuqlik molekulalari sirt qatlamidan ichkariga kiradi va sirt faol modda molekulalari sirtga majburlanadi. . Tuz va shakar molekulalari suyuqlikka tortilishi, suv molekulalari esa sirtga surilishi aniq. Shunday qilib, sirt tarangligi, sirt hodisalari fizikasi va kimyosining asosiy tushunchasi amaliy nuqtai nazardan ham eng muhim xususiyatlardan biridir. Shuni ta'kidlash kerakki, geterogen tizimlar fizikasi sohasidagi har qanday jiddiy ilmiy tadqiqotlar sirt tarangligini o'lchashni talab qiladi. Sirt tarangligini aniqlashning eksperimental usullarining tarixi ikki asrdan ko'proq vaqtga to'g'ri keladi, oddiy va qo'pol usullardan yuzdan bir foiz aniqlik bilan sirt tarangligini topishga imkon beradigan aniq usullarga o'tdi. Ushbu muammoga qiziqish, ayniqsa, so'nggi o'n yilliklarda insonning kosmosga chiqishi, sanoat tuzilmasining rivojlanishi bilan bog'liq holda ortdi, bu erda turli xil qurilmalarda kapillyar kuchlar ko'pincha hal qiluvchi rol o'ynaydi.
Sirt tarangligini aniqlashning shunday usullaridan biri ikki shisha plastinka o'rtasida nam suyuqlikni ko'tarishga asoslangan. Ularni suv bilan idishga tushirish va asta-sekin bir-biriga parallel ravishda birlashtirish kerak. Plitalar orasidan suv ko'tarila boshlaydi - u yuqorida aytib o'tilgan sirt taranglik kuchi bilan tortiladi. Sirt taranglik koeffitsientini s suvning ko'tarilish balandligi y va plitalar orasidagi bo'shliq bilan hisoblash oson. d.
Yuzaki taranglik kuchi F= 2s L, qayerda L- plastinka uzunligi (suv ikkala plastinka bilan aloqa qilganligi sababli deuce paydo bo'ldi). Bu kuch suv massasi qatlamini ushlab turadi m = ρ Ldu, bu erda r - suvning zichligi. Shunday qilib, 2s L = ρ Ldug. Bu yerdan sirt taranglik koeffitsientini topamiz s = 1/2(r gdu). (1) Lekin buni qilish qiziqroq: bir uchida plitalarni siqib, ikkinchisida kichik bo'shliq qoldiring.
Kapillyar hodisalar – birbiriga aralashmaydigan jismlar (mas, qattiq jism bilan suyuqlik)ning tegishib turgan chegara sirtida molekulyar kuchlar taʼsirida yuzaga keladigan fizik hodisalar. Masalan, suyuqlik bilan idishning oʻzaro taʼsirida suyuqlik sirti botiq yoki qavariq shaklni oladi. Jumladan, kapillyar (ingichka) naydagi hoʻllaydigan suyuqlik sirti botiq, hoʻllamaydigan suyuklik sirti qavariq boʻladi. Suyuqlik sirtining egrilanishi tufayli hosil boʻladigan kapillyar bosim natijasida idish (mas, kapillyar nay)dagi suyuqlik maʼlum balandlik h ga koʻtariladi yoki pasayadi. Bunda -£- = pgh formula oʻrinli. o —suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenta, r — suyuqlik zichligi, g — erkin tushish tezlanishi. Balandlik h ni aniqlash uchun suyuqlik sirtining egrilik radiusini kapillyar radiusi g ga almashtiriladi:bunda: g — kapillyar radiusi, 9 — chegaraviy burchak, demak, h=2a/prg. Suyuqlikning sirt taranglik koeffitsiyenta qancha katta, kapillyar nayning radiusi bilan suyuqlik zichligi qancha kichik boʻlsa, kapillyar nayda suyuqlik shuncha baland koʻtariladi. K. h. tabiatda, kundalik turmushda, texnikada katta rol oʻynaydi. Oʻsimliklarning oziqlanishi, organizmda moddalar almashinuvi, tuproq va yer osti suvlarining koʻchishi, gʻovak moddalarning suv shimishi, texnikada keng tatbiq qilinadigan flotatsiya (mas, foydali qazilmalarni boyitish) jarayoni K. h.ga bogʻliq.
K.h.ni birinchi boʻlib Leonardo da Vinchi (16-asr), soʻngra B. Paskal (17-asr) va J. Jyuren (18-asr) kapillyar naychalar bilan tajribalar oʻtkazayetganda kashf etishgan. K. h. nazariyasini T. Yung (1805), P.Laplas (1806), J. U. Gibbs (1875) va I. S. Gromeka (1879, 1886) ilmiy ishlarida rivojlantirganlar.
Mavzu: SuyuqlikxossalariModdalar uch agregat (gaz, suyuq, qattiq) holatda bo‘lib, ularning fizik xususiyatlari holat parametrlario‘zgarishi bilan bir-biriga o‘xshash bo‘lishi ham yoki tubdan farq qilishi ham mumkin.Moddaning suyuq holati uning gazsimon hamda qattiq holatlari orasidagi oraliq holat bo‘lib, u ikkala holatbilan ma’lum o‘xshashliklarga ega bo‘ladi.Suyuqliklarning boshqa agregat holatlardan farq qiluvchi eng muhim xususiyatlari quyidagilardir:1. Normal sharoitda gaz molekulalari orasidagi masofa ularning o‘lchamlariga nisbatan juda kata bo‘lib,zichligi kichik va siqiluvchan bo‘ladi, ya’ni gaz molekulalari orasidagi o‘zaro tortishish kuchi juda kichikbo‘lganligidan u o‘zi solingan idish hajmini to‘la egallaydi va idish shaklini oladi.Suyuqlik molekulalari esa bir-biriga juda yaqin joylashgan bo‘lib, ular orasidagi o‘zaro ta’sir kuchi gazmolekulalari orasidagi o‘zaro ta’sir kuchidan bir necha yuz marta katta bo‘ladi. Suyuqliklarning zichligigazlar zichligidan ancha katta, binobarin, ular juda kam siqiluvchandir. Shuning uchun suyuqlik gaz kabi o‘ziquyilgan idish shaklini olsa-da, lekin qattiq jism kabi o‘z hajmiga ega bo‘ladi.Suyuqlik molekulalari qattiq jism molekulalari kabi zich joylashgan bo‘lsa-da, uning ixtiyoriy idish shakliniegallashi, ya’ni oquvchanligi suyuqlik molekulalarining ozmi-ko‘pmi bir-biriga nisbatan erkin harakatqilishini ko‘rsatadi. Shunday qilib, gaz holati bilan qattiq holat oralig‘idagi moda holati suyuq holatdir.2. Tajribalar ko‘rsatadiki, suyuqliklarning hajmiy kengayish koeffitsiyenti gazlarnikiga nisbatan juda kichikbo‘lib, harakterli tomoni shundaki, bosim ortishi bilan hamma suyuqliklar uchun bu koeffitsiyent deyarli birxil bo‘ladi.3. Suyuqliklarning yopishqoqligi gazlarnikiga nisbatan juda katta bo‘ladi va temperatura ortishi bilankamayadi. Har xil suyuqliklar uchun yopishqoqlik koeffitsiyenti bir-biridan katta farq qiladi.4. Suyuqliklarning o‘zi solingan idish devori bilan chegaralanmagan erkin sirtga ega bo‘lishi muhimxususiyatlardan biridir.Suyuqlik ichidagi har bir molekula o‘zini o‘rab olgan boshqa molekulalar bilan o‘zaro ta’sirda bo‘ladi.Suyuqlik molekulalari bir-biriga shunchalik yaqin joylashganki, ular orasidagi ta’sir kuchlari, anchamiqdorda bo‘ladi. Biroq molekulalar orasidagi masofa ortib borishi bilan ta’sir kuchlari kamayib boradi vama’lum masofadan keyin nolga teng bo‘lib qoladi. Suyuqlik ichida biror molekulani tanlab, uning atrofidamarkazi shu molekulada yotgan shundayRradiusli sfera o‘tkazaylik (1-rasm). Biz tanlagan molekulashu sfera ichida yotgan hamma molekulalar bilan ta’sirlashadi.1-rasm.Agar molekulaning ana shu sferadan tashqarida yotgan molekulalar bilan ta’sirini hisobga olmasa hambo‘lsa, bu sferani molekulyar ta’sir sferasi,Rni esa molekulyar ta’sir radiusi deb ataladi. Molekulyarta’sir radiusi taxminan10−9mga yaqin bo‘ladi.Suyuqlikning ichki qismida turganM1vaM2, suyuqlik sirtida turganM3molekulalar atrofidamolekulyar ta’sir sferasini chizaylik
Maqolada o’simliklarning hayotida kapillyar hodisalar katta ahamiyatga ega ekanligi yoritib berilgan. Kapillarlar tabiatda ko’p uchraydi, masalan odamlarning sochi, odam va jonivorlarning mayda qon-tomirlari, o’simliklarning sharbati yuradigan juda ingichka tomirlari, tuproqdagi suv uning sirtiga ko’tariladigan eng ingichka kapillyarlar, g’ishtlarning havo diffuziyalanadigan va nam singib o’tadigan g’ovaklari, tuxum po’stidagi g’ovaklar va shunga o’xshashlar bunga misol bo’la oladi. Qishloq xo’jaligida kapillyar hodisalarning qanday ahamiyatga ega ekanligi to’g’risida o’quvchilarga tushuntirishda savol-javoblardan foydalaniladi. Masalan, ma’lum joydagi nam tuproqni quritish uchun nima qilish kerak degan savolga quyidagicha javob beriladi:tuproqni tezroq quritish uchun tuproq kapillyarlari ingichkalashtiriladi, ya’ni kapillyar naychalar diametri kichiklashadi. Bunda suv bug’lanadi, tuproq esa ishlashga layoqatli bo’ladi. Ana shunday yo’l ortiqcha namdan qutilish mumkinligi va yerdan unumli foydalanib oziq-ovqat tanqisligini oldini olishda kapillyar hodisalarning ahamiyati to’grisida aytib o’tilgan. O’simliklarning hosildorligini oshirishda kapillyar hodisalardan foydalangan holda, ya’ni osimliklar uchun zarur bo’lgan oziq-ovqatlar ham yuqoriga ko’tarilib, quyosh nuri ta’sirida bioximiya va energiyani va almashinuv jarayonlarining ro’y berishi natijasida o’simlik rivojlanib hayot faoliyati uchun qulay sharoit yaratiladi. Qishloq xo’jaligi o’simliklarining o’z vaqtida oziqlanishi natihasida unib rivojlanib borishi , tabiiy hol bo’lib uni fizikaning kapillyarlik hodisasi, ichki ishqalanish, yopishqoqlik kabi qonuniyatlarning amaliyotda ro’y berishligini o’quvchilarga tushuntiriladi.
Xulosa
Shunday qilib, ushbu ish jarayonida men quyidagilarga ishonch hosil qildim:
Kapillyar hodisalar tabiatda muhim rol o'ynaydi.
Kapillyardagi suyuqlikning ko'tarilishi kapillyardagi suyuqlik ustuniga ta'sir qiluvchi tortishish kuchi hosil bo'lgan kuchga mutlaq qiymatda teng bo'lguncha davom etadi.
Kapillyarlardagi namlovchi suyuqlik ko'tariladi, namlanmaydigan suyuqlik esa pastga tushadi.
Kapillyardagi suyuqlikning ko'tarilish balandligi uning sirt tarangligiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va kapillyar kanalning radiusi va suyuqlikning zichligiga teskari proportsionaldir.