Биофиз 4 сабақ. Топ 103 а (стоматолия) Орындаан Мсабеков М. абылдаан
 Скачать 43.92 Kb.
|
 Реферат Тақырыбы: Капиллярлық құбылыстар Топ: 103 А (стоматолия) Орындаған: Мұсабеков М. Қабылдаған: Уразакынов Д. Алматы,2023 Жоспар: Капиллярлық құбылыстар; Сипаттамасы; Жұғу түсінігі; Юрий заңы; Биологиялық маңыздылығы Рөлі; Қызметі; Қорытынды; Қолданылған әдебиеттер. Капиллярлық құбылыстар– бір-бірімен араласпайтын заттардың шекарасында, беттік керілудің әсерінен пайда болатын физикалық құбылыстар. Капиллярлық құбылысты алғаш рет 1516 жылы итальян суретшісі, сәулетшісі, инженері Леонардо да Винчи (1452 – 1519) ашып зерттеген. Одан кейін француз философ-математигі Блез Паскаль (ХVII ғ.) мен Д.Жюрен (ХVІІІ ғ.) капилляр түтікпен тәжірибе жасаған. Осы құбылыстың теориясы П.Лапластың (1806), Т.Юнгтің (1805), Д.Гиббстің (1875) және И.С.Громеканың (1879, 1886) еңбектерінде дамытылған. Сұйықтықтағы беттің қисаюы шамасы H бетінің орташа қисықтығымен байланысты болатын қосымша капиллярлық қысым ρσ деп аталады. Қатты денемен жанасқан сұйықтық бетінің пішіні жұғу құбылысының әсері бойынша анықталады. Сұйықтық қатты денеге жұғу үшін, сұйықтық пен сол қатты дене молекулалары арасындағы ілінісу күші (F1) сұйықтық молекулаларының өз арасындағы тартылу күшінен артық (F2) болуы керек (яғни F1>F2). Бұл жағдайда сұйықтық ыдыс қабырғасымен жоғары көтеріледі (суреттегі а). Оның тар ыдыстағы (капилляр түтіктегі) беті ойыс болады. Қатты денеге жұқпайтын (яғни F1 Ішкі диаметрі кіші түтікшені капилляр деп атайды. Осындай түтікше оған жұғатын сұйыққа батырылса, онда оның ішіндегі сұйық кең ыдыстағы сұйық бетінің деңгейінен жоғары көтеріледі. Жұқпайтын сұйық керісінше, оның ыдыстағы деңгейінен төмен түседі. Сұйық қатты дененің бетіне толық жұғатын болса, беттік керілу күшін қатты дене s беті бойымен оның сұйықпен жанасатын шекарасына перпендикуляр бағытталған деп алуға болады. Бұл жағдайда сұйықтың капилляр бойымен көтерілу биіктігі төмендегі шарт бойынша анықталады: Fa=Fб, Fa=mg = rpr2 hg, Fб=sl =2prs, мұндағы Каппилярлық сипаттамалар Сұйықтың беті Сұйықтықтың беті, айталық су, капиллярда ойыс болады; яғни мениск ойыс болып келеді. Бұл жағдай түтік қабырғасының жанындағы су молекулаларына әсер ететін күштердің нәтижесі оған бағытталғандықтан пайда болады.Әрбір менискте жанасу бұрышы (θ) бар, бұл капиллярлық түтік қабырғасының жанасу нүктесіндегі сұйықтық бетіне жанасатын сызықпен түзетін бұрышы. Адгезия және когезия күштері Егер сұйықтықтың капиллярлық қабырғаға жабысу күші молекулааралық когезия күшінен басым болса, онда бұрыш θ <90º; сұйықтық капилляр қабырғасын сулайды және су капилляр арқылы көтеріліп, капиллярлық деп аталатын құбылысты бақылайды. Таза стаканның бетіне су тамшысын салғанда, су әйнектің үстіне жайылады, сондықтан θ = 0 және cos θ = 1 болады.Егер молекулааралық когезия күші сұйық-капиллярлы қабырғаның адгезия күшінен басым болса, мысалы сынапта мениск дөңес болады және бұрышы> 90º мәніне ие болады; сынап капиллярлық қабырғаны суламайды,сондықтан оның ішкі қабырғасымен ағып кетеді.Таза әйнектің бетіне сынап тамшысы қойылса, тамшы өзінің формасын және θ = 140º бұрышын сақтайды. Биік Су капиллярлық түтік арқылы биіктікке жеткенше көтеріледі (h), онда су бағанының салмағы молекулааралық когезия күшінің тік компонентін өтейді.Су көбірек көтерілген сайын, жердің тартылуы сіздің пайдаңызға жұмыс жасаса да, тартылыс күші өзінің көтерілуін тоқтататын нүктеге жетеді.Бұл орын алған кезде, молекулалар ішкі қабырғаларға «көтерілуді» жалғастыра алмайды және барлық физикалық күштер теңестіріледі. Бір жағынан сізде судың көтерілуіне ықпал ететін күштер бар, ал екінші жағынан өз салмағыңызбен оны итеріп жібересіз. Жұғу түсінігі. Жұғу – сұйықтықтың қатты денемен немесе басқа сұйықтықпен жанасуы кезінде пайда болатын құбылыс. Жұғудың әсерінен қылтүтікте (капилляр түтікте) менискі (дөңес не ойыс бет) түзіледі. Қатты дене бетіндегі тамшының немесе сұйықтыққа батырылғадене бетіндегі газ көпіршігінің пішіні жұғу процесіне тәуелді. Жұғу құбылысы,көбінесе, үш фазаның жанасу аймағындағы молекулааралық өзара әсерлесу нәтижесі деп қарастырылады. Қатты дене бетiмен үлдiр секiлдi ағып-жайылатын сұйық жұғатын сұйық деп аталады, ал тамшыға айналып, жиылып тұратын сұйық жұқпайтын сұйық деп аталады. Жұғу және жұқпау эффектерi қатты қабырға маңындағы ашық беттердiң қисаюымен бiрлесiп (қатар) жүредi. Өте тар түтiкшелер – капиллярлар қарастырылған жағдайда, ондай қисайған беттер мениск деп аталады. Жұғу құбылысы, қатты дене бетiне және менискке олардың қиылысу нүктелерiнде жүргiзiлген жанамалар арасындағы шектiк бұрыш δ арқылы сипатталады. Ол сұйықтың iшiнен бастап өлшенедi. Жұғатын сұйықтар үшiн шектiк бұрыш сүйiр болып келедi: 0 ≤δ<π/2 (2 – сурет), ал жұқпайтын сұйықтар үшiн – ол доғал: π/2 <δ≤π (3 – сурет). Δ = 0 жағдайы идеалды жұғуға, ал δ = π жағдайы идеалды жұқпауға сәйкес. Егер сұйық молекулаларының бір-біріне тартылу күштері олардың қатты дененің бетіне тартылу күштерінен кем болса, онда сұйық қатты дене бетіне жұғады. Ал егер сұйық молекулаларының өзара тартылуы олардың қатты дене молекулаларына тартылуынан артық болса, онда сұйық қатты дененің бетіне жұқпайды. Юрий заңы Юрин заңы, немесе капиллярлардың көтерілуі, қарапайым талдау болып табылады капиллярлық әрекет- кішігірім арналардағы сұйықтықтардың индукцияланған қозғалысы - және сұйықтықтың капиллярлық түтіктегі максималды биіктігі деп айтады кері пропорционалды түтікке диаметрі. Капиллярлық әсер - бұл кеңінен таралған сұйықтықтың механикалық әсерінің бірі микро сұйықтықтар. Юрин заңы аталған Джеймс Журин, оны 1718 мен 1719 жылдар аралығында ашқан.Оның сандық заңы капилляр түтікшесіндегі сұйықтықтың максималды биіктігі түтік диаметріне кері пропорционалды болады деп болжайды. Түтіктің айналасы мен ішкі жағының арасындағы биіктіктің айырмашылығы, сондай-ақ мениск, себеп болады капиллярлық әрекет. Бұл заңның математикалық өрнегін тікелей алуға болады гидростатикалық принциптері және Жас - Лаплас теңдеуі. Юрин заңы -ны өлшеуге мүмкіндік береді беттік керілу сұйықтық және оны алу үшін пайдалануға болады капилляр ұзындығы. Каппилярлық құбылыстардың биологиялық маңыздылығы Капиллярлық құбылыстар табиғатта да өте жиі кездеседі және көбінесе адам тәжірибесінде қолданылады. Ағаш, қағаз, тері, кірпіш және басқа да көптеген заттардың айналасында капиллярлар болады. Капиллярлардың әсерінен су өсімдік сабағының бойымен көтеріледі және біз оны құрғатқанда сүлгіге сіңіп кетеді. Қанттың кішкене тесіктері арқылы су көтеру, саусақтан қан алу да капиллярлық құбылыстардың мысалы болып табылады. Өсімдіктер әлеміндегі капиллярлық құбылыстар. Ылғал тұтынатын негізгі орган, мұнда су үнемі қажет, оның ішінде фотосинтез үшін - тамырдан алыс орналасқан жапырақ. Сонымен қатар, жапырақ ауамен қоршалған, ол суды су буымен «қанықтыруы» үшін жиі «алып кетеді». қарама -қайшылық: жапыраққа үнемі су қажет, бірақ ол оны үнемі жоғалтады, ал тамырда үнемі су болады, бірақ одан құтылуға қарсы болмас еді.Бұл мәселенің шешімі айқын: тамырдан жапыраққа артық суды сорып алу керек. Мұндай сумен жабдықтау жүйесінің рөлін өзек қабылдайды. Ол суды жапырақтарға арнайы түтіктер арқылы жеткізеді, ең мінсізі - ұзын (өсімдіктің өсуінде) қуыс ыдыстар, қабырғалары капиллярларға дейін. Ангиоспермалар целлюлоза мен лигнинмен қапталған. Мұндай өткізгіш ыдыстардың жүйесі ксилема деп аталады (грек тілінен. Ксилон ағашы, ағаш блок). Топырақтағы көптеген капиллярлар арқылы терең қабаттардан су жер бетіне көтеріліп, қарқынды буланады. Ылғал жоғалту процесін бәсеңдету үшін тырмалар, қопсытқыштар мен рипперлер көмегімен топырақты қопсыту арқылы капиллярлар жойылады. Рөлі Капиллярлық құбылыстар табиғатта, күнделікті өмірде және өндірісте елеулі рөл атқарады. Судың топыраққа және әр түрлі кеуек материалдарға сіңуі, керосиннің білтемен жоғары көтерілуі, кентасты байыту үшін қолданылатын флотация осы К. қ-ға негізделген. Капиллярлық құбылыстарды алғаш рет Леонардо да Винчи (15 ғ.) ашып зерттеген. Онан кейін Б.Паскаль (17 ғ.) мен Дж.Жюрен (18 ғ.) капилляр түтіктің көмегімен тәжірибе жасаған. Капиллярлық құбылыстардың теориясы Т.Юнгтің (1805), П.Лапластың (1806), Дж.Гиббстің (1875) және И.С. Громеканың (1879, 1886) еңбектерінде дамытылған. Капиллярлардың қызметі Капиллярлар ағзадағы газды, сұйықтықтарды және қоректік заттармен тасымалдауды және алмасуды жеңілдетуге жауапты. Қорытынды Капиллярлық құбылыстар табиғатта , күнделікті өмірде және өндірісте елеулi рөл атқарады . Судың топыракка және әр турлi кеуек материалдарға сiңуi , керосиннiн бiлтемен жоғары көтерілуі,кентасты байыту үшін колданылады . Капиллярлық құбылыстар табиғатта маңызды рөл атқарады. Және капиллярдағы сұйықтықтың көтерілуі капиллярдағы сұйықтық бағанасына әсер ететін ауырлық күші күштің шамасына тең болғанға дейін жалғасады. Капиллярлардағы суланатын сұйықтық жоғары көтеріледі, ал суланбайтыны төмен түседі. Қолданылған әдебиеттер Арызханов Б. Биологиялық физика, Алматы, 1990;Абдрасилова В.О., Байдуллаева Г.Е., ;“Қазақ Энциклопедиясы”, IV-том |