แรงยกตัว

จากวิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี

แรงยกตัว (อังกฤษ: capillarity) เกิดจากส่วนของผิวของ ของเหลว ที่สัมผัสกับ ของแข็ง ซึ่งอาจทำให้เกิดแรงยกตัวขึ้นข้างบน (เช่น น้ำ) หรือแรงกดลงล่าง (เช่น ปรอท) ต่อผิวหน้าของของเหลว เช่นนี้เป็นลักษณะเฉพาะของพฤติกรรมใน หลอดแคปิลลารี่ (capillary tube) ที่วางตั้งฉากกับผิวของของเหลว แรงที่กระทำภายในหลอดแคปิลลารี่ คือ โคฮีชัน, แอดฮีชัน (adhesion) และ แรงตึงผิว (surface tension)

สมการ[แก้]

ภาพนี้แสดงให้เห็นถึงความแตกต่างที่เกิดขึ้นจากแรงยกตัวและแรงกดตัวในน้ำและปรอท

สมการเพื่อคำนวณหาความสูง, h ของของเหลวในหลอดในหน่วย (เมตร) คือ[1]

h={2{ \gamma \cos{\theta}}\over{\rho g r}}

โดย:

สำหรับน้ำในหลอดแก้วที่เปิดสู่อากาศระดับน้ำทะเลนั้น,

\scriptstyle \gamma is 0.0728 J/m² at 20 °C
θ เท่ากับ 20° (0.35 rad)
ρ เท่ากับ 1000 kg/m3
g เท่ากับ 9.8 m/s²

ดังนั้น ความสูงของน้ำจะคำนวณได้จาก:

h\approx {{1.4 \times 10^{-5}\ \mbox{m}^2}\over r}.

ดังนั้น สำหรับหลอดแก้วเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เมตร (รัศมี 1 เมตร) น้ำจะยกตัวประมาณ 0.014 มิลลิเมตร แต่สำหรับหลอดแก้วเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 เซนติเมตร (รัศมี 0.01 เมตร) น้ำจะยกตัวประมาณ 1.4 มิลลิเมตร และสำหรับหลอดแก้วเส้นผ่านศูนย์กลาง 2 มิลลิเมตร (รัสมี 0.0001 เมตร) น้ำจะยกตัวประมาณ 140 มิลลิเมตร

อ้างอิง[แก้]

  1. G.K. Batchelor, 'An Introduction To Fluid Dynamics', Cambridge University Press (1967) ISBN 0-521-66396-2

แหล่งข้อมูลอื่น[แก้]