Fyzika 007 - Kapilární tlak a kapilarita

STRUKTURA A VLASTNOSTI LÁTEK

KAPALINY

Kapilární tlak a kapilarita

KAPILÁRNÍ TLAK

= přídavný tlak, který vzniká vlivem pružných vlastností povrchové vrstvy kapaliny

značka: pk jednotka: Pa (Pascal)

Projevuje se pod zakřiveným povrchem kapaliny:

při stěnách nádoby s kapalinou
u kapek a bublin
v kapilárách (úzké trubice s kapalinou)

Vypuklý povrch

vnitřní tlak je větší než tlak pod vodorovným povrchem kapaliny

(ZVĚTŠENÝ o pk)

Dutý povrch

vnitřní tlak je menší než tlak pod vodorovným povrchem kapaliny

(ZMENŠENÝ o pk)

KAPILARITA

= fyzikální jev, který souvisí s existencí kapilárního tlaku uplatňující se při ponoření úzké trubice do kapaliny

Rozlišujeme 2 případy:

A

skleněná kapilára ve vodě

výška hladiny kapaliny v kapiláře vystoupí nad volný povrch kapaliny v nádobě

tento jev nazýváme

KAPILÁRNÍ ELEVACE

B

skleněná kapilára ve rtuti

výška hladiny kapaliny v kapiláře je pod úrovní hladiny volného povrchu kapaliny v nádobě

tento jev nazýváme

KAPILÁRNÍ DEPRESE

Vztah pro velikost výšky h kapaliny v kapiláře nad volným povrchem při kapilární elevaci:

σ ... povrchové napětí kapaliny

ρ ... hustota kapaliny

g ... tíhové zrychlení

Odvození daného vztahu:

kapalina v kapiláře se ustálí v takové výšce nad volným povrchem kapaliny v nádobě, pro kterou platí:

kapilární tlak = hydrostatický tlak

Z daného vztahu vyplývají další platné fyzikální závislosti:

h je přímo úměrné σ
h je nepřímo úměrné r

KAPILARITA V PRAXI

vzlínání vody do stromů a rostlin
krevní oběh (vlásečnice a kapiláry)
vzlínání vody do stěn domů

ÚLOHA:

Jaký tlak má vzduch ve vzduchové bublině o průměru 10-3 mm v hloubce 2 m pod volnou hladinou vody, je-li atmosférický tlak 1000 hPa? Potřebné údaje si najděte na internetu. (návod: p = pa + ph + pk)

(p = 4,1 . 105 Pa)