Det menisk er krumningen på overfladen af en væske. Det er også den frie overflade af en væske ved væske-luft-grænsefladen. Væsker er karakteriseret ved at have et fast volumen, der er dårligt komprimerbart.
Imidlertid varierer væskernes form ved at antage formen på beholderen, der indeholder dem. Denne egenskab skyldes den tilfældige bevægelse af molekylerne, der danner dem..
Væsker har evnen til at strømme, høj densitet og diffundere hurtigt ind i andre væsker, som de er blandbare med. De optager det laveste område af containeren ved tyngdekraften og efterlader en ikke helt flad fri overflade øverst. Under nogle omstændigheder kan de tage særlige former som dråber, bobler og bobler..
Egenskaberne af væsker såsom smeltepunkt, damptryk, viskositet og fordampningsvarme afhænger af intensiteten af de intermolekylære kræfter, der giver væskerne sammenhæng..
Imidlertid interagerer væsker også med beholderen gennem adhæsionskræfter. Menisken opstår derefter fra disse fysiske fænomener: forskellen mellem samhørighedskræfterne mellem væskens partikler og vedhæftning, der gør det muligt for dem at våde væggene..
Artikelindeks
Som netop forklaret er menisken resultatet af forskellige fysiske fænomener, blandt hvilke væskens overfladespænding også kan nævnes..
Samhørighedskræfter er det fysiske udtryk, der forklarer de intermolekylære interaktioner i væsken. I tilfælde af vand skyldes samhørighedskræfterne dipol-dipol-interaktion og hydrogenbindinger.
Vandmolekylet er bipolar. Dette skyldes, at iltet i molekylet er elektronegativt, da det har en større ild for elektroner end hydrogener, hvilket bestemmer, at iltet er tilbage med en negativ ladning, og hydrogenerne er positivt ladede..
Der er en elektrostatisk tiltrækning mellem den negative ladning af et vandmolekyle, der er placeret på ilt, og den positive ladning af et andet vandmolekyle, der er placeret på hydrogener..
Denne interaktion er det, der er kendt som dipol-dipol-interaktion eller kraft, som bidrager til væskens samhørighed..
På den anden side kan vandmolekyler interagere med glasvægge ved delvist at oplade hydrogenatomerne i vandmolekylerne, der binder stærkt til iltatomerne på overfladen af glasset..
Dette udgør vedhæftningskraften mellem væsken og den stive væg; dagligdags siges det, at væsken fugter væggen.
Når en silikoneopløsning placeres på overfladen af glasset, imprægnerer vandet ikke glasset fuldstændigt, men der dannes dråber på glasset, der let kan fjernes. Det er således angivet, at vedhæftningskraften mellem vand og glas ved denne behandling formindskes..
Et meget lignende tilfælde opstår, når hænderne er fedtede, og når de vaskes i vand, kan der ses meget definerede dråber på huden i stedet for en fugtig hud.
Der er to typer menisker: konkave og konvekse. På billedet er den konkave A, og den konvekse er B. De stiplede linjer angiver det korrekte niveau, når man læser en volumenmåling.
Den konkave menisk er kendetegnet ved, at kontaktvinklen θ dannet af glasvæggen med en linie, der tangerer menisken, og som indføres i væsken, har en værdi mindre end 90 °. Hvis en mængde væske placeres på glasset, har den en tendens til at sprede sig over glassets overflade..
Tilstedeværelsen af en konkav menisk viser, at samhørighedskræfterne i væsken er mindre end væskeglasvæggens vedhæftningskraft.
Derfor væsker badet eller fugter glasvæggen, bibeholder en væskemængde og giver menisken en konkav form. Vand er et eksempel på en væske, der danner konkave menisci.
For den konvekse menisk har kontaktvinklen θ en værdi, der er større end 90º. Kviksølv er et eksempel på en væske, der danner konvekse menisci. Når en dråbe kviksølv placeres på en glasoverflade, har kontaktvinklen θ en værdi på 140º.
Observation af en konveks menisk indikerer, at væskens samhørighedskræfter er større end vedhæftningskraften mellem væsken og glasvæggen. Det siges, at væsken ikke fugter glasset.
Overfladekræfterne for samhørighed (væske-væske) og adhæsion (væske-fast stof) er ansvarlige for mange fænomener af biologisk interesse; sådan er tilfældet med overfladespænding og kapillaritet.
Overfladespænding er en netto tiltrækningskraft, der udøves på væskens molekyler, der er på overfladen, og som har tendens til at introducere dem i væsken..
Derfor har overfladespændingen en tendens til at samle væsken og give dem mere konkav menisci; Eller på en anden måde: denne kraft har tendens til at fjerne overfladen af væsken fra glasvæggen.
Overfladespændingen har tendens til at falde, når temperaturen stiger, for eksempel: overfladespændingen for vand er lig med 0,076 N / m ved 0 ºC og 0,059 N / m ved 100 ºC.
I mellemtiden er kviksølvens overfladespænding ved 20 ºC 0,465 N / m. Dette ville forklare, hvorfor kviksølv former konvekse menisci.
Hvis kontaktvinklen θ er mindre end 90º, og væsken fugter glasvæggen, kan væsken inde i glaskapillærerne stige til en ligevægtstilstand.
Vægten af væskesøjlen kompenseres af den lodrette komponent af kohæsionskraften på grund af overfladespænding. Adhæsionskraften griber ikke ind, fordi de er vinkelret på rørets overflade.
Denne lov forklarer ikke, hvordan vand kan stige fra rødderne til bladene gennem xylemens kar..
Der er faktisk andre faktorer, der griber ind i denne henseende, for eksempel: når vandet fordamper i bladene, tillader det, at vandmolekylerne i den øverste del af kapillærerne suges op.
Dette gør det muligt for andre molekyler fra bunden af kapillærerne at stige for at indtage stedet for de fordampede vandmolekyler..
Endnu ingen kommentarer