Гол ялгаа – Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйл ажиллагаа
Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйлдэл нь шингэн бодисын физик шинж чанар юм. Эдгээр нь шингэний макроскоп шинж чанар юм. Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйл ажиллагааны гол ялгаа нь гадаргуугийн хурцадмал байдлыг шингэний тодорхой урттай Н/м нэгжээр (метр тутамд Ньютон) хэрэглэсэн хүчээр хэмждэг бол хялгасан судасны үйлчлэлийг шингэний баганын өндрөөр хэмждэгт оршино. m (метр) нэгжийн өгсөн хүндийн хүчний эсрэг дээшээ татсан байна.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал гэж юу вэ?
Гадаргуугийн хурцадмал байдал гэдэг нь шингэн нь хийтэй шүргэлцэж байгаа шингэний гадаргуу нь нимгэн уян хуудас шиг ажиллах үзэгдэл юм. Гадаргуугийн хурцадмал байдал гэдэг нэр томьёо нь шингэн нь хийтэй харьцах үед л хэрэглэгддэг (жишээ нь: ердийн агаар мандалд нээгдсэн үед). Хоёр шингэний хоорондох давхаргад "интерфэйсийн хурцадмал байдал" гэсэн нэр томъёог ашигладаг.
Химийн янз бүрийн зүйлийн хоорондын таталцал нь шингэний молекулуудыг нэгтгэхэд хүргэдэг. Шингэний гадаргуу дахь шингэний молекулууд нь шингэний дунд байрлах молекулуудаар татагддаг. Энэ бол нэгдмэл байдлын нэг төрөл юм. Гэхдээ шингэний молекулууд ба агаарын молекулуудын (эсвэл наалдамхай хүч) хоорондын таталцлыг үл тоомсорлодог. Тиймээс шингэний молекулуудын гадаргуугийн энэ давхарга нь уян хатан мембраны үүрэг гүйцэтгэдэг. Шингэний молекулын гадаргуугийн давхарга нь хурцадмал байдалд байна, учир нь тэдгээрт үйлчлэх нэгдмэл хүчийг тэнцвэржүүлэх хангалттай таталцлын хүч байхгүй тул энэ нөхцлийг гадаргуугийн хурцадмал байдал гэж нэрлэдэг.
Зураг 01: Шингэний гадаргуу дахь шингэний молекулуудыг татах хүч
Гадаргуугийн хурцадмал байдлыг тооцоолох томьёо
Гадаргуугийн хурцадмал байдал (γ)=F/d
Энд F нь гадаргуугийн хүч, d нь гадаргуугийн хүч үйлчлэх урт юм. Тиймээс гадаргуугийн хурцадмал байдлын хэмжилтийг Н/м (метр тутамд Ньютон) нэгжээр тодорхойлно. Энэ нь гадаргуугийн хурцадмал байдлыг хэмжих SI нэгж юм.
Хялгасан судасны үйл ажиллагаа гэж юу вэ?
Хялгасан судасны үйл ажиллагаа гэдэг нь таталцал гэх мэт гадны хүчний тусламжгүйгээр, эсхүл эсэргүүцэхгүйгээр шингэний нарийн орон зайд урсах чадварыг хэлнэ. Энэ нь капилляр хоолойгоор дээш чиглэсэн шингэн урсаж байгааг харж болно.
Хялгасан судасны үйл ажиллагаа нь шингэний молекулууд ба капилляр хоолойн гадаргуу хоорондын молекул хоорондын хүчний улмаас үүсдэг. Тиймээс энэ нь наалдамхай хүчний улмаас үүсдэг. Хоолойн диаметр хангалттай бага байх үед шингэн нь наалдамхай болон наалдамхай хүчний аль алиных нь улмаас хоолойгоор дамжин дээшилдэг. Хамтарсан хүч (ижил төстэй молекулуудын хоорондох татах хүч) нь молекулуудыг дээш татахад хүргэдэг.
Хялгасан гуурсыг шингэнд оруулахад хоолойн ирмэг дээр мениск үүсдэг. Дараа нь шингэний молекулууд ба хоолойн хананы хооронд наалдсан хүчнээс болж шингэнийг таталцлын хүч наалдамхай хүчийг даван туулах хангалттай хэмжээний шингэнд үйлчлэх хүртэл татна. Дараа нь шингэний молекулууд нэгдлийн улмаас дээш татагдана.
Зураг 02: Капиллярын үйлдэл – загвар
Хялгасан судасны үйл ажиллагаа нь ургамлын дунд түгээмэл байдаг. Ксилемийн судаснууд нь ууссан шим тэжээлтэй усыг дээш татах чадвартай капилляр хоолой юм. Энэ нь том ургамлын мөчир, навчны ус, шим тэжээлийн хэрэгцээг хангадаг.
Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйл ажиллагааны хооронд ямар хамааралтай вэ?
Хялгасан судасны үйл ажиллагаа нь капилляр хоолойд шингэн багана үүсгэдэг. Шингэн баганын өндрийг доор өгөгдсөн тэгшитгэлээр тодорхойлж болно.
Шингэн баганын өндрийг тооцоолох томьёо
h=2γcosθ / ρgr
Үүнд,
- h нь шингэний баганын өндөр,
- γ нь шингэний гадаргуугийн хурцадмал байдал (нэгж Н/м),
- θ нь шингэн ба хоолойн хананы хоорондох холбоо барих өнцөг,
- ρ нь шингэний нягт, g нь таталцлын хурдатгал (нэгж Кг/м3),
- r нь хоолойн радиус (м).
Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйл ажиллагааны хооронд ямар ялгаа байдаг вэ?
Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйл ажиллагаа |
|
| Гадаргуугийн хурцадмал байдал гэдэг нь шингэн нь хийтэй шүргэлцсэн шингэний гадаргуу нь нимгэн уян налархай хуудас шиг үйлчилдэг үзэгдэл юм. | Хялгасан судасны үйл ажиллагаа гэдэг нь шингэний таталцал гэх мэт гадны хүчний тусламжгүйгээр, бүр эсэргүүцэхгүйгээр нарийн орон зайд урсах чадварыг хэлнэ. |
| Онол | |
| Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь агаарт ил гарсан шингэний гадаргуу дээрх хүч юм. | Хялгасан судасны үйл ажиллагаа нь гадны хүчний эсрэг ямар ч тусламжгүйгээр шингэний урсгалыг хэлнэ. |
| Хэмжилт | |
| Гадаргуугийн хурцадмал байдал нь шингэний тодорхой уртад үзүүлэх хүчийг Н/м (метр тутамд Ньютон) хэмжсэнээр хэмждэг. | Хялгасан судасны үйлчлэлийг m (метр) нэгжээр өгсөн хүндийн хүчний эсрэг дээш татсан шингэний баганын өндрийг хэмждэг. |
Тойм – Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйлдэл
Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйлдэл нь шингэний хоёр төрлийн микроскоп шинж чанар юм. Гадаргуугийн хурцадмал байдал ба хялгасан судасны үйл ажиллагааны хоорондох ялгаа нь гадаргуугийн хурцадмал байдлыг шингэний тодорхой урттай N/m нэгжээр (метр тутамд Ньютон) хэрэглэсэн хүчээр хэмждэг бол хялгасан судасны үйлчлэлийг шингэний баганын өндрөөр хэмждэгт оршино. m (метр) нэгжийн өгсөн хүндийн хүчний эсрэг дээшээ татсан байна.
