המניסקוס היא העקמומיות של פני השטח של נוזל. כמו כן, זהו המשטח החופשי של נוזל בממשק האוויר הנוזל. נוזלים מאופיינים בכך שהם בעלי נפח קבוע, שהם מעט דחוסים.
עם זאת, צורת הנוזלים משתנה על ידי אימוץ צורת המכולה המכילה אותם. מאפיין זה נובע מהתנועה האקראית של המולקולות היוצרות אותן.
המקור: Jleedev דרך Wikipedia.
לנוזלים יש יכולת לזרום, צפיפות גבוהה ולהתפזר במהירות לנוזלים אחרים איתם הם אינם מעורבבים. הם תופסים את שטח הנמוך ביותר של המכולה על ידי כוח הכובד, ומשאירים משטח חופשי לא שטוח לחלוטין בחלקו העליון. בנסיבות מסוימות הם יכולים ללבוש צורות מיוחדות כמו טיפות, בועות ובועות.
תכונות הנוזלים כמו נקודת התכה, לחץ אדי, צמיגות וחום אידוי תלויים בעוצמת הכוחות הבין-מולקולריים המעניקים לנוחיות לכידות.
עם זאת, נוזלים מתקשרים גם עם המכולה באמצעות כוחות הדבקה. המניסקוס נובע אז מתופעות גופניות אלה: ההבדל בין כוחות הלכידות בין חלקיקי הנוזל, לבין אלו של הדבקה המאפשרת להם להרטיב את הקירות.
מה המניסקוס?
כפי שהוסבר זה עתה, המניסקוס הוא תוצאה של תופעות גופניות שונות, שביניהן ניתן להזכיר גם את מתח הפנים של הנוזל.
כוחות לכידות
כוחות הלכידות הוא המונח הפיזי שמסביר אינטראקציות בין-מולקולריות בתוך הנוזל. במקרה של מים, כוחות הלכידות נובעים מהאינטראקציה הדיפול-דיפול וקשרי המימן.
מולקולת המים דו-קוטבית בטבעה. זה נובע מהעובדה שהחמצן במולקולה הוא אלקטרונגטיבי מכיוון שיש לו תאוות בצע גדולה יותר לאלקטרונים מאשר הידרוגנים, שקובע כי החמצן טעון באופן שלילי וההידרוגנים טעונים באופן חיובי.
יש משיכה אלקטרוסטטית בין המטען השלילי של מולקולת מים אחת, הממוקמת על חמצן, לבין המטען החיובי של מולקולת מים אחרת, הממוקמת על הידרוגנים.
אינטראקציה זו היא מה שמכונה אינטראקציה או כוח דיפול-דיפול, התורם ללכידות הנוזל.
כוחות ההדבקה
מצד שני, מולקולות מים יכולות לקיים אינטראקציה עם קירות זכוכית, על ידי טעינה חלקית של אטומי המימן של מולקולות המים הנקשרות חזק לאטומי החמצן על פני הכוס.
זה מהווה את כוח ההדבקה בין הנוזל לקיר הנוקשה; באופן נאום נאמר שהנוזל מרטיב את הקיר.
כשמניחים תמיסת סיליקון על פני הזכוכית, המים אינם ספוגים לחלוטין את הזכוכית, אלא נוצרות טיפות על הזכוכית שמוסרות בקלות. כך מצוין כי עם טיפול זה מופחת כוח ההדבקה בין מים לזכוכית.
מקרה דומה מאוד מתרחש כאשר הידיים שומניות, וכאשר נשטפות במים ניתן לראות טיפות מאוד מוגדרות על העור במקום עור לח.
סוגי המניסקים
ישנם שני סוגים של מניסקיות: הקעור והקמור. בתמונה, הקעור הוא A, והקמור הוא B. הקווים המנוקדים מציינים את הסומק הנכון בעת קריאת מדידת עוצמת הקול.
קָעוּר
מקור: Cutler דרך Wikipedia.
המניסקוס הקעור מאופיין בכך שזווית המגע θ הנוצרת על ידי קיר הזכוכית עם קו משיק למניסקוס, והיא מוחדרת לנוזל, יש ערך פחות מ- 90º. אם מניחים כמות של נוזלים על הזכוכית, היא נוטה להתפשט על פני הכוס.
נוכחותו של מניסקוס קעור מראה כי כוחות הלכידות בתוך הנוזל פחותים מכוח ההדבקה של קיר הזכוכית הנוזלית.
לכן הנוזל רוחץ או מרטיב את קיר הזכוכית, שומר על כמות נוזלים ומעניק למניסקוס צורה קעורה. מים הם דוגמא לנוזל היוצר מניסקיות קעורות.
קָמוּר
במקרה של המניסקוס הקמור, לזווית המגע θ יש ערך הגבוה מ- 90 מעלות. כספית היא דוגמא לנוזל היוצר מניסקי קמור. כאשר מונחת טיפת כספית על משטח זכוכית, לזווית המגע θ יש ערך של 140 מעלות.
התבוננות במניסקוס קמור מצביעה על כך שכוחות הלכידות של הנוזל גדולים מכוח ההדבקה בין הנוזל לקיר הזכוכית. אומרים שהנוזל לא מרטיב את הכוס.
כוחות השטח של הלכידות (נוזל-נוזל) והידבקות (נוזל-מוצק) אחראים לתופעות רבות שיש בהן עניין ביולוגי; זה המקרה של מתח פנימי וקפיליות.
מתח פנים
מתח פני השטח הוא כוח משיכה נטו המופעל על מולקולות הנוזל שנמצא על פני השטח ונוטה להכניס אותם לנוזל.
לכן מתח פני השטח נוטה לאגד את הנוזל ולתת להם מניסקיות קעורות יותר; או במילים אחרות: כוח זה נוטה להסיר את פני הנוזל מקיר הזכוכית.
מתח השטח נוטה לרדת ככל שהטמפרטורה עולה, למשל: מתח פני השטח של מים שווה ל 0.076 N / m ב 0 מעלות צלזיוס ו- 0.059 N / m ב 100 מעלות צלזיוס.
בינתיים מתח פני הכספית ב 20 מעלות צלזיוס הוא 0.465 N / m. זה יכול להסביר מדוע הכספית מהווה קונווקס מניסקי.
קַפִּילָרִיוּת
אם זווית המגע θ היא פחות מ -90 מעלות, והנוזל מרטיב את קיר הזכוכית, הנוזל בתוך נימי הזכוכית יכול לעלות למצב שיווי משקל.
משקל עמוד הנוזל מתקזז על ידי המרכיב האנכי של כוח הלכידות עקב מתח פני השטח. כוח ההדבקה אינו מתערב מכיוון שהם בניצב למשטח הצינור.
חוק זה אינו מסביר כיצד מים יכולים לעלות מהשורשים לעלים דרך כלי הקסילם.
למעשה ישנם גורמים נוספים שמתערבים בהקשר זה, למשל: ככל שהמים מתאדים בעלים הם מאפשרים למולקולות המים בחלק העליון של הנימים להישאף.
זה מאפשר למולקולות אחרות בתחתית הנימים להתעלות ולתפוס את מקומן של מולקולות המים המאדות.
הפניות
- Ganong, WF (2002). פיזיולוגיה רפואית. 2002. המהדורה ה -19. מדריך עריכה מודרני.
- וויטן, דייויס, פק וסטנלי. (2008). כִּימִיָה. (מהדורה 8). לימוד CENGAGE.
- הלמנסטין, אן מארי, דוקטורט. (4 באוגוסט 2018). כיצד לקרוא מניסקוס בכימיה. התאושש מ: thoughtco.com
- ויקיפדיה. (2018). מניסקוס (נוזל). התאושש מ: en.wikipedia.org
- Friedl S. (2018). מה זה מניסקוס? לימוד. התאושש מ: study.com
- מתח פנים. התאושש מ: chem.purdue.edu