Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning 11 frågor/svar hittade Kraft-Rörelse [21183] Svar: När du dricker med ett sugrör skapar du ett undertryck i röret genom att öka volymen hos munhålan eller lungorna. Eftersom naturen vill ha jämvikt kommer vattenpelaren i sugröret att bli längre för att kompensera för det minskade trycket i sugröret ovanför vattenpelaren. Det är alltså två effekter: kapillärkraften (liten) och det skapade undertrycket i sugröret. Nyckelord: kapillärkraft [12]; Kraft-Rörelse [20447] Ursprunglig fråga: Jag har tänkt på om det kan vara samma anledning som suprafluiditet (att elektroncooperparen har för låg energi för att växelverka med atomerna i gittret). Men i en vätska finns det inte fria elektroner så att de kan bilda bosoner.
Jag vet att jag är är lite ung enligt vissa för att ställa sådana frågor, men jag har intresserat mig för fysik och kvantmekanik länge och vill verkligen ha ett svar. Svar: Suprafluiditet kallas det fenomen som gör att vissa ämnen vid låga temperaturer har en fluid fas som flödar utan viskositet, så kallade "suprafluider". Ett exempel är helium-isotopen helium-4, en boson, som vid temperaturer under 2,186 kelvin (-270,964 °C) uppvisar sådana egenskaper. Suprafluiditet Här är ett experiment med 4He: Vid mycket låga temperaturer hamnar många av heliumatomerna i det lägsta kvantmekaniska tillståndet (grundtillståndet) Detta är möjligt eftersom 4He är en boson med heltaligt spinn, och den behöver därför inte lyda paulipricipen (se fråga 18298 ). Energin hos atomerna i grundtillståndet är för låg för att spridning till ett högre tillstånd skall kunna ske. Spridning är alltså omöjlig och viskositeten blir noll. Ännu märkligare än viskositeten noll är att supraflödande He kan ta sig över hinder, se nedanstående figur från Rollin_film . Detta kallas Onnes-effekten som uppstår genom att kapillärkrafter dominerar över tyngdkraften och viskositeten. Nyckelord: Bose-Einstein-kondensat [6]; absoluta nollpunkten [9]; kapillärkraft [12]; Kraft-Rörelse [20375] Svar: Nyckelord: kapillärkraft [12]; Blandat [18784] Vad jag har förstått så består cellulosa av kol, väte och syre och att kapillär kraften på något sätt påverkar så att vätskan kan "dras in" i materialet men är det någon som skulle kunna var snäll att förklara för mig hur det hela egentligen går till? Jag har försökt söka information både på internet och på biblioteket men jag får ingen rätsida på det. Tacksam för svar Svar: T.ex. bomull är även hydrofilt (vill gärna bindas till vatten, Hydrofil ), något som förstärker den vattenabsorberande effekten, se länk 1. Hydrofila ämnen är ofta polära, dvs har en assymmetrisk laddningsfördelning, ofta orsakade av vätebryggor (se Hydrogen_bond ). Nyckelord: kapillärkraft [12]; Kraft-Rörelse [18619] Svar: Nyckelord: kapillärkraft [12]; Kraft-Rörelse [18532] Ursprunglig fråga: Ur en vattentank sugs en vätska uppåt genom tunna tunna rör med hjälp av kapillärkraften. Rören är designade som uppochnervända J och längst upp låter man rören vidga sig något för att inte kapillärkraften ska verka åt andra hållet också, men ändå såpass tunt att man får lite hjälp av häverteffekten. Vätskan samlas i en övre tank. Väl uppe så låter man det falla genom ett generatorsrör ner i ursprungstanken. Hjälp oss falsifiera!
Stort tack! :) Svar: Titta på figuren nedan (från fråga 596 ). Kapillärkraften orsakas av assymmetrin hos begränsningsytan rör-vätska. Om man, som för glas-vatten, har en konkav yta (sett utifrån) så orsakar krökningen en uppåtriktad kraft. Det är denna som får vattnet att stiga olika högt beroende på rörets diameter. Det är alltså bara ytan som ger en kraft, längs resten av röret råder fullständing symmetri uppåt-nedåt. Vad skulle hända om vi sågade av det tunnaste röret nedanför vattenytan? Jo vattnet skulle stiga till toppen på röret och krökningen hos vattenytan skulle minska precis så mycket att kapillärkraften motsvarar den nya längden på vattenpelaren. Det rinner alltså inte ut något vatten. Det samma gäller om man kröker röret så att slutet pekar nedåt. Ytspänningen kommer att verka uppåt och hindra vattnet från att rinna ut, se Perpetual_motion#Gallery . Man kan alltså inte transportera vatten enbart med kapillärkraften, se fråga 9033 . Träd transporterar vattnet genom att först med osmos och kapillärkraft skapa en vattenpelare. Vattnet pumpas sedan upp genom att det skapas ett undertryck genom att vattenånga bildas och går ut genom bladens klyvöppningar. Det är alltså värmen från solen som är "motorn" i systemet. Nyckelord: evighetsmaskin [14]; kapillärkraft [12]; Kraft-Rörelse [17612] Tack på förhand! Svar: Ytenergi är ekvivalent med ytspänning vad gäller vätskor, se fråga 2536 . Ytenergi definieras som tillskottet i energi i ytskiktet jämfört med området inne i materialet. Högre energi, betyder mindre bindning, alltså ett mindre stabilt system. Molekyler på ytan av en vätska har färre grannar och har därför mindre bindningsenergi, se nedanstående figur.
Naturen stävar mot tillståndet med lägst energi alltså mest bindningsenergi. (Detta kan låta förvirrande, men tänk på att bindningsenergin är en negativ storhet.) Det tillstånd som har mest bindningsenergi är det som har så få molekyler som möjligt på ytan, dvs ytan skall vara så liten som möjligt. Dimensionen för ytenergi är energi/ytenhet = J/m2 = Nm/m2 = N/m alltså kraft/längdenhet vilket är ytspänning. Om man har två olika ämnen (t.ex. en vätska och en fast yta) i kontakt med varandra är det inte ämnenas individuella ytenergier som är intressanta utan hur mycket den totala ytenergin hos det sammansatta systemet minskas. Ytenergi är även relaterat till vätning, se Vätning : Vätning har stor praktisk betydelse för kontakten mellan två material. Vätning och de ytkrafter som ger upphov till vätning ger också upphov till andra relaterade effekter som kapillärkraft. För din tillämpning är begreppet vätning relevant. I nedanstående figur från Wetting har vi en vattendroppe på mässing (vänster) och glas (höger). Det är uppenbart att krafterna mässing-vatten är mycket lägre än krafterna glas-vatten. Vi minskar alltså den totala ytenergin glas-vatten mer än mässing-vatten eftersom vattenbubblan till höger är plattare och har därmed större yta (ökningen i ytenergi är större).
Det finns två sätt att ändra ytenergin hos ett system bestående av en fast yta och en vätskedroppe: (i) genom att ändra ämnet i den fasta ytan (mässing är kanske inte realistiskt, men en fluorförening fungerar tydligen) eller (ii) genom att minimera gränsytan. Metod (i) änvänds redan för tandhygien men, såvitt jag vet, inte metod (ii). Det är uppenbart att en vätskedroppe fäster mycket bättre på en skrovlig yta (stor kontaktyta) än på en jämn (liten kontaktyta). Jag kan tänka mig att man i framtiden kan utveckla en teknik liknande den som beskrivs i fråga 17190 för vattenavvisande fönsterrutor. Se även länk 1, Surface_tension och Surface_energy . Nyckelord: ytspänning [18]; kapillärkraft [12]; Kraft-Rörelse [16172] Min lärare förklarade det undertryck som faktiskt uppstår med hjälp av kapillärkraften. Osmosen orsakar ett övertryck, och precis som ni säger här ger avdunstningen av vatten i bladet ett "sug". Han sa däremot att undertrycket uppstår eftersom vattenmolekylerna i pelaren "sträcks ut" med hjälp av den hydrofila kapillärsytan. Man kan se vattenpelaren som en gummisnodd som sträcks ut. Har han fel? Svar: Det är inte kapillärkraften och vattenpelaren fungerar inte som en gummisnodd! På några molekylers avstånd från en yta är vattnet ett helt isotropt system (samma i alla riktningar) och vattenmolekylerna är fritt rörliga. Statisk jämvikt kommer därför att inställa sig mycket snabbt eftersom vattenmolekylerna kan röra sig förbi varandra. Såvida inte Xylem (de rör som transporterar vattnet) är mycket smala - av samma storleksordning som vattenmolekylerna så att de inte kan röra sig förbi varandra. Kohesions-teorin ("gummisnodden") är emellertid fortfarande populär bland biologer, se översiktsartikel under länk 1 (artikeln i fulltext är endast tillgänglig för prenumeranter). Länk 2 innehåller bland annat kritik mot "gummisnoddsteorin". Se vidare Xylem and Capillary_action . Nyckelord: kapillärkraft [12]; 1 http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0098847201000740 Kraft-Rörelse [10672] Svar: Svaret är ett fenomen som kallas osmos. Det innebär att vatten strävar mot områden där koncentrationen av lösta ämnen är hög.
Hur stark denna strävan är kan anges med ett tryck. En sockerlösning på 10% har ett osmotiskt tryck på 0.7 MPa, vilket
svarar mot en vattenpelare på 70 m. Genom processer som avdunstning och fotosyntes uppehålles en sockerkoncentration som ökar med med höjden. Andra effekter som hjälper till att lyfta vattnet är kapillärkraften och undertryck skapat av avdunstning från bladen. Men den viktigaste effekten är alltså osmos. Se länk 1 för en grundlig men inte lättillgänglig genomgång av problemet. Nyckelord: kapillärkraft [12]; osmos [8]; 1 http://www3.interscience.wiley.com/cgi-bin/fulltext/118760238/PDFSTART Kraft-Rörelse [9033] Svar: Kolla själv: Mät hur högt rent vatten stiger och jämför med vatten med diskmedel. Vad gör diskmedlet? Mät även hur högt rent vatten stiger för olika rör-diameter. Se även fråga 964 Nyckelord: kapillärkraft [12]; Blandat, Kraft-Rörelse [596] Ursprunglig fråga: Svar: Ett exempel
på motsatt effekt är kvicksilver i glasrör. Medan vattnets yta i ett
smalt rör buktar synligt "nedåt" (kanterna kryper upp på glasväggarna)
gör kvicksilver tvärtom; det bildar istället en liten bula uppåt. Kvicksilverpelaren trycks alltså neråt. Försök: Häll lite vatten i en bägare och fyll den med sand. Vad händer med vattnet? Vad har detta för konsekvenser ute i naturen? Se även länk 1, ytspänning , kapillaritet , kapillärkraft och Capilary_action . Vad bestämmer höjden på vätskepelaren? (Vi följer i första hand framställningen i länk 1.) Lyftkraften ges av Fkapillär = T*2p*r T är specifika kapillärkraften (T=g*cosq där g är ytspänningen och q är kontaktvinkeln vätska-rörvägg. Det är alltså genom ett q större än 90 grader som man får en negativ lyftkraft som t.ex. trycker ner kvicksilverpelaren, se Capilary_action . Om höjden på vätskepelaren är h är volymen hpr2. Med densiteten r blir den nedåtriktade kraften Ftyngd = rhpr2g Om vi för jämvikt sätter de båda krafterna lika får vi T*2p*r = rhpr2g dvs h = 2T/(rgr) För vatten och glasrör är T = 0.0684 J/m (Capilary_action ). Höjden blir alltså h = 0.14/(1000*10*r) m = 1.4*10-5/r För radien r = 0.1 mm = 0.0001 m blir höjden h = 1.4*10-5/0.0001 = 0.14 m = 140 mm Se även fråga 417 Nyckelord: kapillärkraft [12]; 1 http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/Hbase/surten2.html#c4 Frågelådan innehåller 7624 frågor med svar. ** Frågelådan är stängd för nya frågor tills vidare **
|
Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar.