Kılcallık
Vikipedi, özgür ansiklopedi
Kılcallık ya da Kapiler Olay bir maddenin başka bir maddeyi kendine çekmesi olayıdır. Bir bitkinin iletim sisteminde veya pürüzlü kağıtla kolayca gözlenebilir. Bir sıvı ile başka bir maddenin moleküler seviyedeki çekiminin , sıvının kendi molekülleri arasındaki çekim kuvvetinden daha kuvvetli olması sonucunda meydana gelir. Bu etki sıvının dik bir yüzeye dokunduğu kısımda sıvı yüzeyinin menisküs denilen içbükey bir hal almasına sebep olur. Aynı etki sünger gibi maddelerin suyu emmesinde de görülür.
Kılcallığı gözlemlemek için en çok kullanılan deney düzeneği kılcal borulardır. Cam bir borunun, dikey vaziyette, su gibi bir sıvının içine batırılması sonucunda konkav bir menisküs oluşur. Yüzey gerilimi, sıvı kolununu, yer çekimi ile moleküller arası kuvvetler dengeye gelene kadar yukarı çeker. Sıvı kolonunun ağırlığı borunun yarıçapının karesiyle, sıvı ve boru arasındaki temas uzaklığı borunun yarıçapıyla orantılı olduğundan dar bir boru sıvıyı geniş bir borudan daha yukarı taşır. Örnek olarak, 0.5 mm yarıçaplı cam bir boru suyu ortalama 2.8 mm yüksekliğe ulaştırır.
Bazı madde çiftlerinde, mesela cam ve cıva ikilisinde, atomlar arasındaki kuvvetler, sıvı ile katı arasındaki çekim kuvvetinden güçlüdür. Bu yüzden konveks bir menisküs oluşur ve kılcallık tersine işler.
Konu başlıkları |
[değiştir] Örnekler
Hidroloji 'de kılcallık, su moleküllerinin toprak parçalarına çekimini tanımlar. Kapiler olay suyun nemli bölgelerden kuru bölgelere taşınmasında görev alır. Toprağın matrix potansiyelindeki (Ψm) farklılıklar kılcallığa sebep olur.
Kılcallık aynı zamanda gözde sürekli olarak salgılanan gözyaşının, gözyaşı kanalları adı verilen kanalcıklar yardımıyla uzaklaştırılmasını sağlar.
Kağıt havlular, sıvıları emerken kapiler olay gözlenir. Yüzeydeki delikler birer kılcal boru görevini görüp sıvıyı çekerler.
Spor malzemeleri yapımında kullanılan bazı kumaşlar, teri deriden çekmek için kılcallıktan yararlanırlar.
Kimyagerler, kılcallığı, çözücünün dikey olarak hareket ettiği ince tabaka kromatografisinde kullanırlar. Çözünmüş maddeler, çözücüde, polarlıkları ile orantılı hızlarla yol alır.
[değiştir] Formül
SI birim sistemi dikkate alınarak, sıvı kolonunun yüksekliği h şu formülle bulunur:[1]
burada:
-
sıvı yüzey gerilimini (J/m² ya da N/m)- θ temas açısını
- ρ sıvının yoğunluğunu (kg/m3)
- g yer çekimi ivmesini (m/s²)
- r tüpün yarıçapını (m)
Deniz seviyesinde, su ve cam boru kullanılarak
- , 20°C de 0.0728 J/m²
- θ, 20° (0.35 rad)
- ρ, 1000 kg/m3
- g, 9.8 m/s² dir.
Bu veriler göz önüne alınarak h 'yi veren formül şöyle düzenlenebilir.
.
Yani 2 metre çapında bir boruda su, 0.014 mm gibi farkedilmeyecek bir birimde yükselirken, 2 cm çapındaki bir boruda sonuç 1.4 mm olmakta ve 0.2 mm çapındaki bir boruda ise su 140 mm yükselmektedir.
[değiştir] Ek Bilgiler
Albert Einstein 'in ilk makalesi [2] kılcallık üzerine idi ve Annalen der Physik'te yayınlandı. Makale, Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen yani Kapiler olaydan varılan sonuçlar başlığıyla cilt 4 sayfa 513'te yer aldı.[3]
[değiştir] Referanslar
- ^ G.K. Batchelor, 'An Introduction To Fluid Dynamics', Cambridge Üniversitesi Yayınları (1967)
- ^ Albert Einstein'in Bilimsel Yayınları Listesi
- ^ Folgerungen aus den Capillaritätserscheinungen (Almanca)
