Kapilární tlak pk je přídavný tlak v kapalinách. Vzniká
v důsledku zakřivení volného povrchu kapaliny u stěn nádoby. Velmi dobře ho
můžeme pozorovat u kapek, bublin i v kapilárách. Kapilárou rozumíme velmi
tenké trubice, například skleněné trubice. Kapilární tlak je v každém
místě kolmý k povrchu. Přičítáme ho k molekulovému tlaku. Kapilární
tlak směřuje do středu křivosti povrchu kapaliny. Je zřejmé, že nepůsobí na
kapaliny se zcela rovným povrchem.
Vypuklý
povrch
Kapilární tlak působí do
kapaliny.
pc = pm + pk
pc je celkový tlak a pm molekulový
tlak, pk
> 0
Dutý povrch
Kapilární tlak působí ven
z kapaliny, pk < 0
pc = pm - pk
Kapilární jevy * zahrnují chování kapalin ve
velmi tenkých trubicích. Průměr trubice je řádově několik desetin milimetru. Po
vložení kapiláry do nádoby s kapalinou hladina v kapiláře stoupne nad nebo
klesne pod úroveň hladiny v nádobě. Při stoupnutí hladiny v kapalině
hovoříme o kapilární elevaci, při klesnutí o kapilární
depresi. Smáčí-li kapalina stěny
nádoby, nastává jev kapilární elevace, nesmáčí-li, nastává jev kapilární
deprese. Kapilarita je způsobena kapilárním tlakem.
Pro výšku hladiny v kapiláře při kapilární elevaci platí vztah:
kde s
je povrchové napětí, R
poloměr kapiláry a r hustota
kapaliny. Analogický vztah platí pro kapilární depresi.
V přírodě se s podobnými jevy setkáváme často.
Podobný základ má vzlínání i vlhnutí špatně izolovaných staveb, výživa rostlin
látkami rozpuštěnými ve vodě v půdě a podobně.
Kapilární jevy mají široké praktické využití. Bez nich by
nemohly existovat rostliny. V jejích cévách vzlínají roztoky a živiny se dostávají od
kořenů k listům
a květům. Ke kořenům se voda dostává rovněž kapilárami. Vystupuje v půdě
do horních vrstev. Válcování půdy je
tedy důležité, aby rostliny neuvadly. Podobně se v knotu nasává líh a kahan může hořet.
Ovšem i kapilární jevy mají své stinné stránky.
Setkáme se s nimi u starých domů,
které vlhnou od základů. Jsou tedy špatně izolovány.
V průmyslu
zase využíváme flotaci. Flotace je odborný výraz pro oddělení rudy od hlušiny.
Voda smáčí rudu a ne hlušinu. Hlušina vyplave na povrch, ale ruda klesne.
* z lat. Capilla = vlas
|