Мениск (жидкий)
Б Верхушка выпуклого мениска : .
В физике (особенно в статике жидкости ) мениск ( мн.: menisci , от греческого «полумесяц») — это кривая верхней поверхности жидкости вблизи поверхности контейнера или другого объекта, возникающая под действием поверхностного натяжения .
Вогнутый мениск возникает, когда сила притяжения между частицами жидкости и сосудом ( слипание ) превышает половину притяжения частиц жидкости друг к другу ( сцепление ), в результате чего жидкость поднимается на стенки сосуда (см. Поверхностное натяжение § Причины ). Это происходит между водой и стеклом. Жидкости на водной основе, такие как сок, мед и молоко, также имеют вогнутый мениск в стеклянных или других смачиваемых контейнерах.
И наоборот, выпуклый мениск возникает, когда энергия сцепления меньше половины энергии сцепления. Выпуклые мениски возникают, например, между ртутью и стеклом в барометрах. [1] и термометры .
Вообще форма поверхности жидкости может быть сложной. Для достаточно узкой трубки круглого сечения форма мениска будет приближаться к участку сферической поверхности , а для большой емкости большая часть верхней поверхности жидкости будет почти плоской, лишь загибаясь вверх (если вогнутая). ) или вниз (если выпуклая) у краев.
Контактный угол и поверхностное натяжение
[ редактировать ]
Образование менисков обычно используется в науках о поверхности для измерения краевых углов и поверхностного натяжения . При измерении угла контакта форма менисков измеряется с помощью весов или оптически с помощью цифровой камеры. При измерении поверхностного натяжения измерительный зонд имеет нулевой угол контакта, а поверхностное натяжение можно определить путем измерения массы менисков. Обычно это делается с помощью тарелки Вильгельми . [2]
Измерение объемов
[ редактировать ]
При считывании шкалы глубины на боковой стороне инструмента, наполненного жидкостью, например устройства для измерения уровня воды , необходимо учитывать мениск, чтобы получить точные измерения. Глубину необходимо измерять, располагая мениск на уровне глаз (для устранения ошибки параллакса ) и в центре мениска, т. е. в верхней части выпуклого мениска или в нижней части вогнутого мениска.
Производители стеклянной посуды и других инструментов калибруют свои измерительные отметки с учетом мениска. Это означает, что любой прибор калибруется для конкретной жидкости, обычно воды.
Капиллярное действие
[ редактировать ]Мениски являются проявлением капиллярного действия , при котором либо поверхностное сцепление тянет жидкость вверх, образуя вогнутый мениск, либо внутреннее сцепление тянет жидкость вниз, образуя выпуклый мениск. Это явление важно для транспирационного тяги растений. Когда трубку с узким отверстием, часто называемую капиллярной трубкой, погружают в жидкость и жидкость смачивает трубку (с нулевым углом контакта), поверхность жидкости внутри трубки образует вогнутый мениск, который представляет собой практически сферическую поверхность, имеющую того же радиуса r , что и внутренняя часть трубки. На трубку действует направленная вниз сила величиной 2πrσ, где σ — поверхностное натяжение жидкости. [3]
См. также
[ редактировать ]- Капиллярное давление - давление между двумя жидкостями из-за сил между жидкостями и стенками трубки.
- Капиллярная поверхность - поверхность, представляющая границу раздела двух разных жидкостей.
- Метод кольца Дю Нуи - метод измерения поверхностного натяжения жидкости.
- Техника сидячей капли - Метод определения поверхностной энергии твердого тела.
- Тензиометр (поверхностное натяжение) - прибор, измеряющий поверхностное натяжение.
- Уравнение Юнга – Лапласа - описание разницы давлений на границе раздела в механике жидкости.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Мур, Джон В.; Станицкий, Конрад Л.; Юрс, Питер К. (2005). Химия: молекулярная наука . Бельмонт, Калифорния: Брукс/Коул. п. 290 .
- ^ «Поверхностное и межфазное натяжение | Официальный документ» . Биолин Сайентифик .
- ^ «Механика жидкости» . Британская энциклопедия . Проверено 14 ноября 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]| Базы данных органов управления : Национальные |
|---|
