4.2.4 Kapilární tlak

 

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

obrázek.bmp (11598 bytes)

 

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:

4.2.4. image1.bmp (22538 bytes)

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.

4.2.4. Příklady.bmp (11442 bytes)

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.

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

 

Up 4.2.1 Molekulový tlak 4.2.2 Povrchové napětí 4.2.3 Jevy na rozhraní 4.2.4 Kapilární tlak