วงเดือนคือความโค้งของพื้นผิวของของเหลว นอกจากนี้ยังเป็นพื้นผิวอิสระของของเหลวที่ส่วนต่อประสานของเหลวกับอากาศ ของเหลวมีลักษณะเฉพาะโดยมีปริมาตรคงที่และบีบอัดได้น้อย
อย่างไรก็ตามรูปร่างของของเหลวจะแตกต่างกันไปโดยใช้รูปทรงของภาชนะที่บรรจุของเหลวเหล่านี้ ลักษณะนี้เกิดจากการเคลื่อนที่แบบสุ่มของโมเลกุลที่ก่อตัวขึ้น
ที่มา: Jleedev ผ่าน Wikipedia
ของเหลวมีความสามารถในการไหลมีความหนาแน่นสูงและแพร่กระจายอย่างรวดเร็วไปยังของเหลวอื่น ๆ ซึ่งพวกมันผสมกันได้ พวกมันยึดครองพื้นที่ต่ำสุดของภาชนะด้วยแรงโน้มถ่วงโดยปล่อยให้พื้นผิวด้านบนไม่เรียบโดยสิ้นเชิง ในบางสถานการณ์อาจมีรูปแบบพิเศษเช่นหยดฟองและฟอง
คุณสมบัติของของเหลวเช่นจุดหลอมเหลวความดันไอความหนืดและความร้อนของการกลายเป็นไอขึ้นอยู่กับความเข้มของแรงระหว่างโมเลกุลที่ทำให้ของเหลวเกิดการเกาะตัวกัน
อย่างไรก็ตามของเหลวยังทำปฏิกิริยากับภาชนะผ่านแรงยึดเกาะ จากนั้นวงเดือนก็เกิดขึ้นจากปรากฏการณ์ทางกายภาพเหล่านี้: ความแตกต่างระหว่างแรงร่วมกันระหว่างอนุภาคของของเหลวและแรงยึดเกาะที่ทำให้ผนังเปียก
วงเดือนคืออะไร?
ดังที่ได้อธิบายไปแล้ววงเดือนเป็นผลมาจากปรากฏการณ์ทางกายภาพต่างๆซึ่งสามารถกล่าวถึงแรงตึงผิวของของเหลวได้
กองกำลังร่วมกัน
กองกำลังร่วมกันเป็นคำศัพท์ทางกายภาพที่อธิบายปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลภายในของเหลว ในกรณีของน้ำแรงร่วมกันเกิดจากปฏิสัมพันธ์ของไดโพล - ไดโพลและพันธะไฮโดรเจน
โมเลกุลของน้ำเป็นไบโพลาร์ในธรรมชาติ นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าออกซิเจนในโมเลกุลเป็นอิเล็กโทรเนกาติวิตีเนื่องจากมีความโลภมากกว่าอิเล็กตรอนมากกว่าไฮโดรเจนซึ่งกำหนดว่าออกซิเจนมีประจุลบและไฮโดรเจนมีประจุบวก
มีแรงดึงดูดไฟฟ้าสถิตระหว่างประจุลบของโมเลกุลของน้ำหนึ่งซึ่งอยู่บนออกซิเจนและประจุบวกของโมเลกุลของน้ำอื่นซึ่งอยู่บนไฮโดรเจน
ปฏิสัมพันธ์นี้เป็นสิ่งที่เรียกว่าปฏิสัมพันธ์หรือแรงไดโพล - ไดโพลซึ่งก่อให้เกิดการรวมตัวกันของของเหลว
แรงยึดเกาะ
ในทางกลับกันโมเลกุลของน้ำสามารถทำปฏิกิริยากับผนังกระจกได้โดยการชาร์จอะตอมไฮโดรเจนของโมเลกุลของน้ำบางส่วนที่จับกับอะตอมของออกซิเจนบนพื้นผิวของแก้วอย่างรุนแรง
สิ่งนี้ถือเป็นแรงยึดเกาะระหว่างของเหลวและผนังแข็ง เรียกขานกันว่าของเหลวเปียกผนัง
เมื่อวางสารละลายซิลิโคนลงบนพื้นผิวของแก้วน้ำจะไม่ทำให้แก้วชุ่มจนหมด แต่มีหยดน้ำเกาะบนกระจกที่ถอดออกได้ง่าย ดังนั้นจึงชี้ให้เห็นว่าด้วยวิธีนี้จะทำให้แรงยึดเกาะระหว่างน้ำและแก้วลดลง
กรณีที่คล้ายกันมากเกิดขึ้นเมื่อมือมีความมันและเมื่อล้างในน้ำจะเห็นหยดที่กำหนดไว้มากบนผิวหนังแทนที่จะเป็นผิวที่เปียกชื้น
ประเภทของวงเดือน
วงเดือนมีสองประเภท: เว้าและนูน ในภาพเว้าคือ A และส่วนนูนคือ B เส้นประแสดงถึงการล้างที่ถูกต้องเมื่ออ่านการวัดปริมาตร
เว้า
ที่มา: Cutler ผ่าน Wikipedia
วงเดือนเว้ามีลักษณะที่มุมสัมผัสθเกิดจากผนังกระจกที่มีเส้นสัมผัสกับวงเดือนและซึ่งสอดเข้าไปในของเหลวมีค่าน้อยกว่า90º หากของเหลวจำนวนหนึ่งวางอยู่บนกระจกจะมีแนวโน้มที่จะกระจายไปทั่วพื้นผิวของแก้ว
การปรากฏตัวของวงเดือนเว้าแสดงให้เห็นว่าแรงร่วมกันภายในของเหลวนั้นน้อยกว่าแรงยึดเกาะผนังกระจกเหลว
ดังนั้นของเหลวจึงอาบหรือเปียกผนังกระจกกักของเหลวไว้ในปริมาณและทำให้วงเดือนมีรูปร่างเว้า น้ำเป็นตัวอย่างของของเหลวที่ก่อตัวเป็นวงเดือนเว้า
นูนออก
ในกรณีของวงเดือนนูนมุมสัมผัสθมีค่ามากกว่า90º ปรอทเป็นตัวอย่างของของเหลวที่ก่อตัวเป็นวงเดือนนูน เมื่อหยดปรอทวางบนพื้นผิวกระจกมุมสัมผัสθจะมีค่าเท่ากับ140º
การสังเกตวงเดือนนูนบ่งชี้ว่าแรงร่วมกันของของเหลวมีมากกว่าแรงยึดเกาะระหว่างของเหลวกับผนังแก้ว ของเหลวบอกว่าห้ามเปียกแก้ว
แรงพื้นผิวของการเกาะติดกัน (ของเหลว - ของเหลว) และการยึดเกาะ (ของเหลว - ของแข็ง) มีส่วนทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่น่าสนใจทางชีววิทยามากมาย นั่นคือกรณีของแรงตึงผิวและความสามารถในการยึดเกาะ
แรงตึงผิว
ความตึงผิวเป็นแรงดึงดูดสุทธิที่กระทำต่อโมเลกุลของของเหลวที่อยู่บนพื้นผิวและมีแนวโน้มที่จะนำเข้าสู่ของเหลว
ดังนั้นแรงตึงผิวจึงมีแนวโน้มที่จะจับของเหลวและทำให้พวกมันมีวงเดือนเว้ามากขึ้น หรือใช้วิธีอื่น: แรงนี้มีแนวโน้มที่จะดึงพื้นผิวของของเหลวออกจากผนังกระจก
ความตึงผิวมีแนวโน้มที่จะลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเช่นแรงตึงผิวของน้ำเท่ากับ 0.076 N / m ที่0ºCและ 0.059 N / m ที่100ºC
ในขณะเดียวกันความตึงผิวของปรอทที่20ºCคือ 0.465 N / m สิ่งนี้จะอธิบายได้ว่าทำไมปรอทจึงสร้างวงเดือนนูน
ฝอย
หากมุมสัมผัสθน้อยกว่า90ºและของเหลวเปียกผนังกระจกของเหลวภายในเส้นเลือดฝอยแก้วอาจเพิ่มขึ้นสู่สภาวะสมดุล
น้ำหนักของคอลัมน์ของเหลวถูกหักล้างโดยส่วนประกอบแนวตั้งของแรงร่วมกันเนื่องจากแรงตึงผิว แรงยึดเกาะไม่แทรกแซงเนื่องจากตั้งฉากกับพื้นผิวของท่อ
กฎหมายนี้ไม่ได้อธิบายว่าน้ำสามารถขึ้นจากรากสู่ใบผ่านท่อไซเลมได้อย่างไร
จริงๆแล้วมีปัจจัยอื่น ๆ ที่เข้ามาแทรกแซงในเรื่องนี้เช่นเมื่อน้ำระเหยในใบไม้จะทำให้โมเลกุลของน้ำในส่วนบนของเส้นเลือดฝอยถูกดูดขึ้นมา
สิ่งนี้ช่วยให้โมเลกุลอื่น ๆ ที่ด้านล่างของเส้นเลือดฝอยสามารถลุกขึ้นมาแทนที่โมเลกุลของน้ำที่ระเหยได้
อ้างอิง
- กานอง, WF (2545). สรีรวิทยาการแพทย์. 2545. ฉบับที่ 19. คู่มือบรรณาธิการ Moderno.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley (2008) เคมี. (ฉบับที่ 8) CENGAGE การเรียนรู้
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (4 สิงหาคม 2561). วิธีการอ่านวงเดือนในวิชาเคมี ดึงมาจาก: thoughtco.com
- วิกิพีเดีย (2018) Meniscus (ของเหลว) สืบค้นจาก: en.wikipedia.org
- ฟรีดล์เอส. (2018). Meniscus คืออะไร? ศึกษา. ดึงมาจาก: study.com
- แรงตึงผิว. สืบค้นจาก: chem.purdue.edu