- Mikä on meniski?
- Koheesiovoimat
- Tartuntavoimat
- Menisci-tyypit
- Kovera
- Kupera
- Pintajännitys
- capillarity
- Viitteet
Meniski on pinnan kaarevuus nestettä. Se on myös nesteen vapaa pinta neste-ilma-rajapinnalla. Nesteille on tunnusomaista, että niillä on kiinteä tilavuus, vähän puristuvia.
Nesteiden muoto vaihtelee kuitenkin ottamalla huomioon ne sisältävän astian muoto. Tämä ominaisuus johtuu niitä muodostavien molekyylien satunnaisesta liikkeestä.
Lähde: Jleedev Wikipedian kautta.
Nesteillä on kyky virtaa, suuri tiheys ja diffundoitua nopeasti muihin nesteisiin, joiden kanssa ne sekoittuvat. Ne vievät säiliön alimman alueen painovoiman avulla, jolloin yläpintaan jää täysin tasainen vapaa pinta. Joissakin tapauksissa ne voivat olla erityisiä muotoja, kuten tippoja, kuplia ja kuplia.
Nesteiden ominaisuudet, kuten sulamispiste, höyrynpaine, viskositeetti ja höyrystymislämpö riippuvat molekyylien välisten voimien voimakkuudesta, jotka antavat nesteille koheesion.
Nesteet ovat kuitenkin myös vuorovaikutuksessa säiliön kanssa tartuntavoimien kautta. Seuraavaksi meniski syntyy näistä fysikaalisista ilmiöistä: nestehiukkasten ja koheesiovoimien välinen ero nestehiukkasten ja tarttumisvoimien välillä, jotka sallivat niiden kastella seinät.
Mikä on meniski?
Kuten juuri selitettiin, meniski on seurausta useista fysikaalisista ilmiöistä, joista voidaan mainita myös nesteen pintajännitys.
Koheesiovoimat
Koheesiovoimat on fyysinen termi, joka selittää molekyylin väliset vuorovaikutukset nesteessä. Veden tapauksessa koheesiovoimat johtuvat dipoli-dipoli-vuorovaikutuksesta ja vety sidoksista.
Vesimolekyyli on luonteeltaan kaksisuuntainen. Tämä johtuu tosiasiasta, että hape molekyylissä on elektronegatiivista, koska sillä on suurempi ahne elektroneille kuin vetyille, mikä määrittää, että happi on negatiivisesti varautunut ja vety on varautunut positiivisesti.
Yhden happea sisältävän vesimolekyylin negatiivisen varauksen ja toisen vetyissä sijaitsevan vesimolekyylin positiivisen varauksen välillä on sähköstaattinen vetovoima.
Tämä vuorovaikutus on niin kutsuttu dipoli-dipoli-vuorovaikutus tai voima, joka myötävaikuttaa nesteen koheesioon.
Tartuntavoimat
Toisaalta vesimolekyylit voivat olla vuorovaikutuksessa lasiseinien kanssa, lataamalla osittain vesimolekyylien vetyatomeja, jotka sitoutuvat voimakkaasti lasin pinnan happiatomiin.
Tämä muodostaa nesteen ja jäykän seinämän välisen tarttuvuusvoiman; puhekielellä sanotaan, että neste kastelee seinää.
Kun lasin pinnalle asetetaan silikoniliuos, vesi ei kyllästä lasia kokonaan, mutta lasille muodostuu pisaroita, jotka on helppo poistaa. Siten osoitetaan, että tällä käsittelyllä veden ja lasin välinen tarttuvuusvoima vähenee.
Hyvin samanlainen tapaus tapahtuu, kun kädet ovat öljyisiä, ja kun ne pestään vedellä, iholla voi nähdä hyvin määriteltyjä tippoja kostean ihon sijaan.
Menisci-tyypit
Menisciä on kahta tyyppiä: kovera ja kupera. Kuvassa kovera on A ja kupera on B. Pisteviivat osoittavat oikean värin, kun luet tilavuusmittausta.
Kovera
Lähde: Cutler Wikipedian kautta.
Koveralle meniskille on tunnusomaista, että lasiseinämän muodostama kosketuskulman θ, jonka linja on tanssin mukainen meniskille ja joka johdetaan nesteeseen, arvo on alle 90 °. Jos lasiin asetetaan tietty määrä nestettä, sillä on taipumus levitä lasin pintaan.
Kovera meniski esiintyy osoittaen, että koheesiovoimat nesteessä ovat pienempiä kuin neste-lasi seinämän tarttuvuusvoima.
Siksi neste kylpee tai kostuttaa lasiseinää pitäen tietyn määrän nestettä ja antamalla meniskille koveran muodon. Vesi on esimerkki nesteestä, joka muodostaa koveran meniscin.
Kupera
Kuperan meniskin tapauksessa kosketuskulman θ arvo on suurempi kuin 90º. Elohopea on esimerkki nesteestä, joka muodostaa kuperan meniskin. Kun lasipinnalle asetetaan tippa elohopeaa, kosketuskulman θ arvo on 140º.
Kuperan meniskin havaitseminen osoittaa, että nesteen koheesiovoimat ovat suuremmat kuin nesteen ja lasiseinän välinen tartuntavoima. Nesteen sanotaan ei kastele lasia.
Koheesion (neste-neste) ja tarttuvuuden (neste-kiinteä) pintavoimat ovat vastuussa monista biologisesti kiinnostavista ilmiöistä; tällainen on pintajännitys ja kapillaarisuus.
Pintajännitys
Pintajännitys on nettovoimavoima, joka kohdistuu nesteen molekyyleihin, jotka ovat pinnalla ja joilla on taipumus viedä ne nesteeseen.
Siksi pintajännityksellä on taipumus sitoa nestettä ja antaa heille enemmän kovera meniski; Tai toisin sanoen: tällä voimalla on taipumus poistaa nesteen pinta lasiseinästä.
Pintajännityksellä on taipumus laskea lämpötilan noustessa, kuten esimerkiksi: veden pintajännitys on yhtä suuri kuin 0,076 N / m 0 ° C: ssa ja 0,059 N / m 100 ° C: ssa.
Samaan aikaan elohopean pintajännitys 20ºC: ssa on 0,465 N / m. Tämä selittäisi miksi elohopea muodostaa kuperan meniskin.
capillarity
Jos kosketuskulma θ on alle 90º ja neste kastelee lasiseinää, neste lasikapillaarien sisällä voi nousta tasapainotilaan.
Nestepylvään paino korvaa koheesiovoiman pystysuuntainen komponentti pintajännityksen takia. Tartuntavoima ei puutu, koska ne ovat kohtisuorassa putken pintaan.
Tässä laissa ei selitetä, kuinka vesi voi nousta juurista lehtiin ksyleemin verisuonten kautta.
Itse asiassa on muita tekijöitä, jotka puuttuvat tähän, esimerkiksi: kuten vesi haihtuu lehtiä, se sallii kapillaarien yläosan vesimolekyylien imemisen.
Tämä sallii muiden kapillaarien alaosassa olevien molekyylien nousta siirtyäkseen haihtuneiden vesimolekyylien tilalle.
Viitteet
- Ganong, WF (2002). Lääketieteellinen fysiologia. 2002. 19. painos. Toimitusohje Moderno.
- Whitten, Davis, Peck ja Stanley. (2008). Kemia. (8. painos). CENGAGE -oppiminen.
- Helmenstine, tohtori Anne Marie (4. elokuuta 2018). Kuinka lukea meniscus kemiassa. Palautettu osoitteesta: gondo.com
- Wikipedia. (2018). Meniski (neste). Palautettu osoitteesta: en.wikipedia.org
- Friedl S. (2018). Mikä on meniski? Tutkimus. Palautettu osoitteesta study.com
- Pintajännitys. Palautettu: kem.purdue.edu