Kas ir kapilārā caurule?

Kapilāro cauruļu atveres biezums atšķiras atkarībā no pielietojuma, un noteicošais faktors ir iesūknējamo šķidrumu blīvums vai svars. Ir daudz dažādu izmēru rūpnieciski ražotas caurules, kas paredzētas izmantošanai īpašiem lietojumiem, piemēram, asins ņemšanai. lai pārbaudītu cukura līmeni asinīs. Pētniecības lietojumos pētnieki bieži uzsilda stikla caurules centru līdz tuvu kušanas temperatūrai. Pēc tam viņi izvelk galus, izstiepjot centru ļoti smalkā caurulē, kas piemērota viņu tūlītējām vajadzībām, un, kad stikls atdziest, salauž to vidū, lai izveidotu pielāgotu instrumentu.

Visas šīs caurules darbojas, izmantojot procesu, ko sauc par kapilāru darbību. Šajā procesā tiek izmantoti divi fiziski spēki — virsmas spraigums un saķere —, lai novērstu gravitācijas ietekmi un paņemtu paraugu. Virsmas spraigums ir barjeras veidošanās uz šķidruma virsmas, ko rada spēks, kas nepieciešams, lai atdalītu atsevišķas šķidruma molekulas vienu no otras. Šo spēku var novērot dzeramajā glāzē, kuru var piepildīt ar ūdeni līdz līmenim, kas ir nedaudz lielāks par glāzes tilpumu, ļaujot tai pacelties virs malas. Ūdens paliek virs stikla, jo spēks, kas nepieciešams, lai atdalītu ūdens molekulas uz virsmas, ir lielāks nekā spēks, ko gravitācija iedarbojas uz ūdeni virs stikla malas.

Adhēzija veicina kapilāru darbību, radot savstarpēji pievilcīgu spēku starp šķidrumu un pašu cauruli. Ūdens glāzes piemērā ūdens tiek piesaistīts un pielīp pie glāzes malas, radot robežu ūdens virsmai. Tas notur ūdeni glāzē, savukārt virsmas spraigums nosaka, cik augstu ūdens var pacelties virs tā.

Kapilārās caurules pēc būtības ir ļoti plānas. Šī iemesla dēļ ap caurules iekšpusi ir liela adhēzija, kas rada virsmas laukumu caurulē esošā šķidruma augšdaļā un apakšā. Rezultātā šķidrums, saskaroties ar to, saķeres spēku ietekmē tiek ievilkts caurulē, veidojot virsmu ar īpašu virsmas spraigumu, kas paliek neskarta, pateicoties caurules malu saķerei. Šķidrums turpinās celties augšup pa cauruli, līdz visa mēģenē esošā šķidruma kopējās masas svars pārsniedz virsmas spraigumu apakšā.