Anahtar Farkı – Yüzey Gerilimi ve Kılcal Hareket
Yüzey gerilimi ve kılcal hareket, sıvı maddelerin fiziksel özellikleridir. Sıvıların makroskopik özellikleridir. temel fark yüzey gerilimi ve kılcal hareket arasında yüzey gerilimi, N/m birimi (metre başına Newton) tarafından verilen sıvının belirli bir uzunluğuna uygulanan kuvvet olarak ölçülürken, kılcal hareket sıvı sütununun yüksekliği olarak ölçülür. m (metre) birimi tarafından verilen yerçekimine karşı yukarı doğru çekilir.
Yüzey Gerilimi Nedir?
Yüzey gerilimi, sıvının gazla temas halinde olduğu sıvının yüzeyinin ince bir elastik tabaka gibi davrandığı bir olgudur. Yüzey gerilimi terimi, yalnızca sıvı bir gazla temas halindeyken kullanılır (örn: normal atmosfere açıldığında). "Arayüz gerilimi" terimi, iki sıvı arasındaki katman için kullanılır.
Farklı kimyasal türler arasındaki çekimler, sıvı moleküllerin bir araya gelmesine neden olur. Sıvının yüzeyindeki sıvı moleküller, sıvının ortasındaki moleküller tarafından çekilir. Bu bir tür uyumdur. Ancak sıvı moleküller ile hava molekülleri (veya yapışkan kuvvetler) arasındaki çekim ihmal edilebilir düzeydedir. Bu nedenle, sıvı moleküllerin bu yüzey tabakası elastik bir zar görevi görür. Sıvı moleküllerin yüzey tabakası gerilim altındadır, çünkü üzerlerine etki eden kohezyon kuvvetlerini dengelemek için yeterli çekim kuvveti yoktur, bu nedenle bu duruma yüzey gerilimi denir.
Şekil 01: Sıvının Yüzeyindeki Sıvı Moleküller Üzerindeki Çekim Kuvvetleri
Yüzey Gerilimi Hesaplama Formülü
Yüzey Gerilimi (γ)=F/d
Burada, F yüzey kuvvetidir ve d, yüzey kuvvetinin etki ettiği uzunluktur. Bu nedenle yüzey geriliminin ölçümü N/m (Newton permeter) birimiyle verilir. Yüzey geriliminin ölçümü için SI birimidir.
Kılcal Hareket Nedir?
Kılcal hareket, bir sıvının yerçekimi gibi dış kuvvetlerin yardımı olmadan veya bunlara karşı koymadan dar alanlarda akma yeteneğidir. Yukarı yönde bir kılcal borudan sıvı çekilmesi olarak görülebilir.
Kılcal hareket, sıvı moleküller ile kılcal borunun yüzeyi arasındaki moleküller arası kuvvetler nedeniyle oluşur. Bu nedenle, yapışma kuvvetleri nedeniyle oluşur. Tüpün çapı yeterince küçük olduğunda, hem yapışkan hem de kohezif kuvvetler nedeniyle sıvı tüp boyunca yükselir. Yapışkan kuvvetler (benzer moleküller arasındaki çekim kuvvetleri) moleküllerin yukarı doğru çekilmesine neden olur.
Kılcal tüp bir sıvıya yerleştirildiğinde, tüpün kenarında bir menisküs oluşur. Daha sonra, sıvı molekülleri ile tüpün duvarı arasındaki yapışma kuvvetleri nedeniyle, sıvı, bu miktardaki sıvıya etki eden yerçekimi kuvveti, yapışkan kuvvetin üstesinden gelmek için yeterli olana kadar yukarı çekilir. Ardından sıvı moleküller kohezyon nedeniyle yukarı çekilir.
Şekil 02: Kılcal Hareket – bir Model
Kılcal hareket bitkiler arasında yaygındır. Ksilem damarları, çözünmüş besinlerle suyu yukarı çekebilen kılcal borulardır. Bu, büyük bitkilerin dalları ve yaprakları tarafından su ve besin ihtiyacını karşılar.
Yüzey Gerilimi ve Kılcal Hareket Arasındaki İlişki Nedir?
Kılcal hareket, bir kılcal boru içinde sıvı bir sütun oluşturur. Sıvı kolonunun yüksekliği aşağıda verilen denklem ile belirlenebilir.
Sıvı Kolonun Yüksekliğini Hesaplama Formülü
h=2γcosθ / ρgr
Bunda,
- h, sıvı sütununun yüksekliğidir,
- γ sıvının yüzey gerilimidir (birim N/m'dir),
- θ, sıvı ile borunun duvarı arasındaki temas açısıdır,
- ρ sıvının yoğunluğudur, g yerçekimine bağlı ivmedir (birim Kg/m3),
- r, borunun yarıçapıdır (m).
Yüzey Gerilimi ile Kılcal Hareket Arasındaki Fark Nedir?
Yüzey Gerilimi ve Kılcal Hareket |
|
| Yüzey gerilimi, sıvının gazla temas halinde olduğu sıvının yüzeyinin ince bir elastik tabaka gibi davrandığı bir olgudur. | Kılcal hareket, bir sıvının dar alanlarda yerçekimi gibi dış kuvvetlerin yardımı olmadan ve hatta onlara karşı çıkma yeteneğidir. |
| Teori | |
| Yüzey gerilimi, havaya maruz kalan bir sıvının yüzeyindeki kuvvettir. | Kılcal hareket, bir sıvının herhangi bir yardım olmaksızın harici bir kuvvete karşı akışıdır. |
| Ölçüm | |
| Yüzey gerilimi, N/m (Newton/metre) birimi tarafından verilen sıvının belirli bir uzunluğuna uygulanan kuvvet olarak ölçülür. | Kılcal hareket, m (metre) birimi tarafından verilen yerçekimine karşı yukarı doğru çekilen sıvı kolonunun yüksekliği olarak ölçülür. |
Özet – Kılcal Harekete Karşı Yüzey Gerilimi
Yüzey gerilimi ve kılcal hareket, sıvıların iki tür mikroskobik özelliğidir. Yüzey gerilimi ile kılcal hareket arasındaki fark, yüzey geriliminin, N/m birimi (Newton/metre) tarafından verilen sıvının belirli bir uzunluğuna uygulanan kuvvet olarak ölçülmesi, kılcal hareketin ise sıvı kolonunun yüksekliği olarak ölçülmesidir. m (metre) birimi tarafından verilen yerçekimine karşı yukarı doğru çekilir.
