क्षमता: पानी में विशेषताएं और उदाहरण - रसायन विज्ञान - 2025

कैशिकता तरल पदार्थ का एक गुण है जो उन्हें भी गुरुत्वाकर्षण के खिलाफ ट्यूबलर छेद या झरझरा सतहों स्थानांतरित करने के लिए अनुमति देता है। इसके लिए, तरल के अणुओं से संबंधित दो बलों का संतुलन और समन्वय होना चाहिए: सामंजस्य और आसंजन; इन दोनों में एक शारीरिक प्रतिबिंब है जिसे सतह तनाव कहा जाता है।

तरल को ट्यूब या सामग्री के आंतरिक दीवारों को गीला करने में सक्षम होने की आवश्यकता होती है, जिसके माध्यम से यह यात्रा करता है। यह तब होता है जब आसंजन बल (तरल-केशिका ट्यूब की दीवार) इंटरमॉलेक्यूलर सामंजस्य बल से अधिक होता है। नतीजतन, तरल के अणु एक दूसरे के साथ सामग्री (कांच, कागज, आदि) के परमाणुओं के साथ मजबूत बातचीत करते हैं।

स्रोत: मेसेरवोलैंड विकिपीडिया के माध्यम से

केशिकात्व का क्लासिक उदाहरण दो अलग-अलग तरल पदार्थों के लिए इस संपत्ति की तुलना में चित्रित किया गया है: पानी और पारा।

ऊपर की छवि में यह देखा जा सकता है कि पानी ट्यूब की दीवारों को ऊपर उठाता है, जिसका अर्थ है कि इसमें अधिक आसंजन बल हैं; पारा के साथ विपरीत होता है, क्योंकि इसके सामंजस्य बलों, धातु बंधन की, कांच को गीला करने से रोकते हैं।

इस कारण से, पानी एक अवतल मेनिस्कस बनाता है, और पारा एक उत्तल (गुंबद के आकार का) मेनिस्कस बनाता है। यह भी ध्यान दिया जाना चाहिए कि ट्यूब या त्रिज्या के छोटे त्रिज्या जिसके माध्यम से तरल यात्रा करता है, अधिक से अधिक ऊंचाई या दूरी की यात्रा (दोनों ट्यूबों के लिए पानी के स्तंभों की ऊंचाइयों की तुलना)।

क्षमता विशेषताएं

तरल के -सुरक्षा

तरल की सतह, पानी को कहने के लिए, एक केशिका में अवतल है; वह है, मेनिस्कस अवतल है। यह स्थिति इसलिए होती है क्योंकि ट्यूब की दीवार के पास पानी के अणुओं पर लगाए गए बलों का परिणाम इसके प्रति निर्देशित होता है।

प्रत्येक मेनिस्कस में एक संपर्क कोण (there) होता है, जो वह कोण होता है जो केशिका ट्यूब की दीवार संपर्क के बिंदु पर तरल की सतह पर एक रेखा स्पर्शरेखा के साथ बनती है।

आसंजन और सामंजस्य बल

यदि केशिका की दीवार पर तरल का आसंजन बल इंटरमॉलिक्युलर कोशन बल पर प्रबल होता है, तो कोण the <90º है; तरल केशिका की दीवार को ढंकता है और पानी केशिका के माध्यम से उगता है, इस घटना को केशिका के रूप में जाना जाता है।

जब पानी की एक बूंद को एक साफ कांच की सतह पर रखा जाता है, तो पानी ग्लास पर फैल जाता है, इसलिए 0 = 0 और cos is = 1।

यदि अंतर-आणविक सामंजस्य बल तरल-केशिका दीवार आसंजन बल पर प्रबल होता है, उदाहरण के लिए पारा में, मेनिस्कस उत्तल होगा और कोण θ का मान> 90º होगा; पारा केशिका की दीवार को गीला नहीं करता है और इसलिए इसकी आंतरिक दीवार को नीचे चलाता है।

जब पारे की एक बूंद को एक साफ कांच की सतह पर रखा जाता है, तो बूंद अपने आकार और कोण its = 140ury को बनाए रखती है।

-ऊंचाई

पानी एक ऊंचाई (एच) तक पहुंचने तक केशिका ट्यूब के माध्यम से उगता है, जिसमें पानी के स्तंभ का वजन इंटरमॉलेक्यूलर सामंजस्य बल के ऊर्ध्वाधर घटक की भरपाई करता है।

जैसे-जैसे अधिक पानी बढ़ेगा, एक बिंदु आएगा जहां गुरुत्वाकर्षण अपने चढ़ाई को रोक देगा, यहां तक ​​कि आपके पक्ष में काम करने वाले सतह तनाव के साथ।

जब ऐसा होता है, तो अणु आंतरिक दीवारों पर "चढ़ना" जारी नहीं रख सकते हैं, और सभी भौतिक बल बराबर हो जाते हैं। एक ओर आपके पास ऐसी ताकतें हैं जो पानी के उत्थान को बढ़ावा देती हैं, और दूसरी ओर आपका खुद का वजन इसे नीचे धकेलता है।

जुरिन का नियम

इसे गणितीय रूप से निम्न प्रकार से लिखा जा सकता है:

2 π rπcosθ = ρgπr ² ज

जहाँ समीकरण का बायाँ भाग सतह के तनाव पर निर्भर करता है, जिसका परिमाण भी सामंजस्य या अंतर्वैयक्तिक बलों से संबंधित होता है; Cos संपर्क कोण का प्रतिनिधित्व करता है, और उस छेद की त्रिज्या को r जिसके माध्यम से तरल उगता है।

और समीकरण के दाईं ओर हम ऊंचाई एच, गुरुत्वाकर्षण जी का बल, और तरल का घनत्व है; जो पानी होगा।

फिर एच के लिए समाधान हमारे पास है

h = (2 =cosθ / ρgr)

इस सूत्रीकरण को जुरिन के नियम के रूप में जाना जाता है, जो केशिका ट्यूब में तरल के स्तंभ तक पहुंचती ऊंचाई को परिभाषित करता है, जब तरल के स्तंभ का वजन केशिका क्रिया द्वारा आरोही बल के साथ संतुलित होता है।

-सतह तनाव

ऑक्सीजन परमाणु और इसकी आणविक ज्यामिति की विद्युत-सक्रियता के कारण पानी एक द्विध्रुवीय अणु है। यह पानी के अणु के हिस्से का कारण बनता है जहां ऑक्सीजन नकारात्मक चार्ज होने के लिए स्थित है, जबकि पानी के अणु का हिस्सा, जिसमें 2 हाइड्रोजन परमाणु होते हैं, सकारात्मक रूप से चार्ज हो जाते हैं।

तरल में अणु कई हाइड्रोजन बांडों के माध्यम से इसके लिए धन्यवाद करते हैं, उन्हें एक साथ पकड़ते हैं। हालांकि, पानी के अणु जो पानी में होते हैं: एयर इंटरफेस (सतह), तरल के साइनस के अणुओं द्वारा शुद्ध आकर्षण के अधीन होते हैं, हवा के अणुओं के साथ कमजोर आकर्षण द्वारा मुआवजा नहीं दिया जाता है।

इसलिए, इंटरफ़ेस में पानी के अणुओं को एक आकर्षक बल के अधीन किया जाता है, जो इंटरफ़ेस से पानी के अणुओं को हटाने के लिए जाता है; दूसरे शब्दों में, नीचे के अणुओं के साथ गठित हाइड्रोजन बांड उन लोगों को खींचते हैं जो सतह पर हैं। इस प्रकार, सतह तनाव पानी की सतह को कम करने का प्रयास करता है: वायु इंटरफ़ेस।

ज के साथ संबंध

यदि हम जुरिन के कानून समीकरण को देखते हैं, तो हम पाएंगे कि h सीधे at के समानुपाती है; इसलिए, तरल की सतह का तनाव जितना अधिक होगा, उतनी अधिक ऊंचाई जो किसी सामग्री के केशिका या छिद्र द्वारा उठाई जा सकती है।

इस तरह, यह उम्मीद की जाती है कि दो तरल पदार्थ, ए और बी के लिए, अलग-अलग सतह तनाव के साथ, अधिक से अधिक सतह तनाव के साथ एक उच्च ऊंचाई तक बढ़ जाएगा।

यह इस बिंदु के संबंध में निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि एक उच्च सतह तनाव सबसे महत्वपूर्ण विशेषता है जो एक तरल की केशिका संपत्ति को परिभाषित करता है।

केशिका या छिद्र की त्रिज्या जिसके माध्यम से तरल उगता है

जुरिन के नियम का अवलोकन इंगित करता है कि एक केशिका या छिद्र में एक तरल तक पहुंचने वाली ऊंचाई उसी के त्रिज्या के विपरीत आनुपातिक है।

इसलिए, त्रिज्या जितना छोटा होता है, केशिका क्रिया द्वारा तरल स्तंभ तक पहुंचने वाली ऊंचाई उतनी ही अधिक होती है। यह सीधे उस छवि में देखा जा सकता है जहां पानी की तुलना पारे से की जाती है।

0.05 मिमी त्रिज्या के त्रिज्या के साथ एक ग्लास ट्यूब में, प्रति व्यक्ति पानी का स्तंभ 30 सेमी की ऊंचाई तक पहुंच जाएगा। 1.5 x 10 ³ hPa (जो 1.5 atm के बराबर है) के चूषण दबाव के साथ 1 माइक्रोन की त्रिज्या वाली केशिका ट्यूब में 14 से 15 के पानी के स्तंभ की ऊंचाई की गणना से मेल खाती है म।

यह उन तिनकों के साथ बहुत कुछ होता है जो कई बार अपने आप बदल जाते हैं। तरल को छीलने से एक दबाव अंतर पैदा होता है जिससे तरल मुंह तक उठ जाता है।

केशिका द्वारा पहुंची स्तंभ की अधिकतम ऊंचाई मूल्य सैद्धांतिक है, क्योंकि केशिकाओं का त्रिज्या एक निश्चित सीमा से कम नहीं किया जा सकता है।

Poiseuille's Law

यह स्थापित करता है कि एक वास्तविक तरल का प्रवाह निम्नलिखित अभिव्यक्ति द्वारा दिया गया है:

क्यू = (= r ⁴ / 8ηl) πP

जहां Q तरल का प्रवाह है, η इसकी चिपचिपाहट है, l ट्यूब की लंबाई है, और differenceP दबाव अंतर है।

जैसे ही एक केशिका की त्रिज्या कम हो जाती है, केशिका द्वारा पहुंची तरल स्तंभ की ऊंचाई अनिश्चित काल तक बढ़नी चाहिए। हालांकि, पॉइज़ुइल बताते हैं कि जैसे-जैसे त्रिज्या घटती जाती है, उस केशिका के माध्यम से द्रव का प्रवाह भी कम होता जाता है।

इसके अलावा, चिपचिपाहट, जो एक वास्तविक तरल के प्रवाह के प्रतिरोध का एक उपाय है, तरल के प्रवाह को और कम कर देगा।

संपर्क कोण (angle)

कोसिन का मूल्य जितना अधिक होगा, ज्यूरिन के नियम द्वारा इंगित किया गया, प्रति व्यक्ति पानी स्तंभ की ऊंचाई जितनी अधिक होगी।

यदि the छोटा है और दृष्टिकोण शून्य है (0), तो cosθ = 1 है, इसलिए मान h अधिकतम होगा। इसके विपरीत, यदि θ 90 the के बराबर है, तो cos 0 = 0 और h = 0 का मान है।

जब the का मान 90º से अधिक होता है, जो उत्तल मेनिस्कस का मामला होता है, तो तरल केशिकात्व से नहीं बढ़ता है और इसकी प्रवृत्ति उतरती है (जैसा कि पारा के साथ होता है)।

पानी की क्षमता

पानी की सतह तनाव का मान 72.75 N / m है, जो अपेक्षाकृत निम्न तरल पदार्थों की सतह तनाव के मूल्यों की तुलना में अधिक है:

-एसेटोन: 22.75 एन / एम

-एथिल अल्कोहल: 22.75 एन / एम

-हक्सान: 18.43 एन / एम

-मेथेनॉल: 22.61 एन / एम।

इसलिए, पानी में एक असाधारण सतह तनाव है, जो पौधों द्वारा पानी और पोषक तत्वों के अवशोषण के लिए आवश्यक केशिका घटना के विकास का पक्षधर है।

पौधों में

स्रोत: पिक्साबे

कैपिलारिटी पौधों के जाइलम के माध्यम से सैप की चढ़ाई के लिए एक महत्वपूर्ण तंत्र है, लेकिन पेड़ों की पत्तियों को सैप प्राप्त करना अपने आप में अपर्याप्त है।

वाष्पोत्सर्जन या वाष्पीकरण पौधों के जाइलम के माध्यम से सैप की चढ़ाई में एक महत्वपूर्ण तंत्र है। पत्तियां वाष्पीकरण के माध्यम से पानी खो देती हैं, जिससे पानी के अणुओं की मात्रा में कमी होती है, जिससे केशिका नलियों (जाइलम) में मौजूद पानी के अणुओं का आकर्षण बढ़ जाता है।

पानी के अणु एक दूसरे से स्वतंत्र रूप से कार्य नहीं करते हैं, बल्कि वान डेर वाल्स बलों द्वारा बातचीत करते हैं, जिसके कारण वे पौधों की केशिकाओं के माध्यम से पत्तियों की ओर एक साथ चढ़ते हैं।

इन तंत्रों के अलावा, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि पौधे ऑस्मोसिस द्वारा मिट्टी से पानी को अवशोषित करते हैं और जड़ में उत्पन्न एक सकारात्मक दबाव, पौधे के केशिकाओं के माध्यम से पानी के उदय की शुरुआत करता है।

संदर्भ

1. गार्सिया फ्रेंको ए (2010)। सतही घटनाएं। से पुनर्प्राप्त: sc.ehu.es
2. भूतल घटना: सतह तनाव और केशिका। । से पुनर्प्राप्त: ugr.es
3. विकिपीडिया। (2018)। कैशिकता। से पुनर्प्राप्त: es.wikipedia.org
4. ऋषवन् टी। (Nd) पौधों में क्षमता। से पुनर्प्राप्त: academia.edu
5. हेलमेनस्टाइन, ऐनी मैरी, पीएच.डी. (२२ दिसंबर २०१8)। केशिका क्रिया: परिभाषा और उदाहरण। से पुनर्प्राप्त: सोचाco.com
6. एलेन एलिस एम (2018)। पानी की केशिका क्रिया: परिभाषा और उदाहरण। अध्ययन। से पुनर्प्राप्त: study.com
7. साइंसस्ट्रेक स्टाफ। (16 जुलाई, 2017)। उदाहरण जो कि केशिका क्रिया के संकल्पना और अर्थ को स्पष्ट करते हैं। से पुनर्प्राप्त: Sciencestruck.com