• Artykuły
  • Forum
  • Ciekawostki
  • Encyklopedia
  • Kropla



    Podstrony: [1] 2 [3] [4] [5]
    Przeczytaj także...
    Adhezja (łac. adhaesio – przyleganie) – łączenie się ze sobą powierzchniowych warstw ciał fizycznych lub faz (stałych lub ciekłych).Cząsteczka (molekuła) – neutralna elektrycznie grupa dwóch lub więcej atomów utrzymywanych razem kowalencyjnym wiązaniem chemicznym. Cząsteczki różnią się od cząstek (np. jonów) brakiem ładunku elektrycznego. Jednakże, w fizyce kwantowej, chemii organicznej i biochemii pojęcie cząsteczka jest zwyczajowo używane do określania jonów wieloatomowych.
    Ciśnienie w kropli[ | edytuj kod]

    Siły napięcia powierzchniowego sprawiają, że w kropli panuje większe ciśnienie niż na zewnątrz, ciśnienie to określa wzór:

    gdzie:

    Rosa – osad atmosferyczny w postaci kropel wody powstających na powierzchni skał, roślin i innych przedmiotów w wyniku skraplania się pary wodnej zawartej w powietrzu.Definicja intuicyjna: Powierzchnia (ściślej: brzeg) kuli. Zbiór punktów oddalonych o pewną zadaną odległość (promień sfery) od wybranego punktu (środek sfery).
    – ciśnienie w kropli, – ciśnienie zewnętrzne, – napięcie powierzchniowe, – promień kropli.

    Przykładowo dla kropli wody o średnicy 1 nanometra przyrost jest teoretycznie równy 170 MPa, czyli około 1700 atm. Kropla o średnicy 1 nanometra jest jednak tworem czysto teoretycznym, gdyż pojedyncza cząsteczka wody zajmuje objętość ok. 0,03 nanometra sześciennego, zatem kropla o takiej średnicy składałaby się z około 18 cząsteczek. Można uznać, że na jej powierzchni jest około 10 cząsteczek. Przy takiej skali trudno mówić o kulistej powierzchni i jednakowym ciśnieniu, większy wpływ na jej własności mają zjawiska związane z pojedynczymi cząsteczkami w tym i zjawiska kwantowe, a nie makroskopowe.

    Liczba Reynoldsa (ang. Reynolds number) – jedna z liczb podobieństwa stosowanych w mechanice płynów (hydrodynamice, aerodynamice i reologii). Liczba ta pozwala oszacować występujący podczas ruchu płynu stosunek sił czynnych do sił biernych (sił bezwładności) związanych z tarciem wewnętrznym w płynie przejawiającym się w postaci lepkości.Pipeta – sprzęt laboratoryjny – rurka szklana lub wykonana z tworzywa sztucznego, służąca do przenoszenia i odmierzania cieczy.
    Zależność kształtu kropli od jej wielkości.

    Kształt[ | edytuj kod]

    Krople swobodnie spadające w powietrzu[ | edytuj kod]

    Na temat kształtu spadającej kropli potocznie istnieją m.in. poniższe błędne poglądy:

  • kropla ma kształt wydłużony w pionie, z „ogonkiem” na górze,
  • przyciąganie ziemskie wydłuża kroplę,
  • kropla przyjmuje najlepszy pod względem aerodynamicznym kształt.
  • W rzeczywistości siły napięcia powierzchniowego sprawiają, że swobodnie spadające krople o średnicy do 1 mm mają kształt niemal doskonale kulisty. Znajdują się one w jednorodnym polu grawitacyjnym, a więc nie deformuje ono kształtu kropel. W przypadku spadania w powietrzu są one deformowane przez siłę aerodynamiczną – krople rozszerzają się i spłaszczają, te o średnicy powyżej 2 mm są wyraźnie spłaszczone.

    Philipp Eduard Anton von Lenard (ur. 7 czerwca 1862 w Bratysławie (wówczas Austro-Węgry), zm. 20 maja 1947 w Messelhausen) – fizyk urodzony w węgierskiej części Austro-Węgier, ale w swej postawie skrajnie proniemiecki; laureat nagrody Nobla w dziedzinie fizyki z 1905 roku za pracę nad promieniowaniem katodowym.Grawitacja (ciążenie powszechne) – jedno z czterech oddziaływań podstawowych, będące zjawiskiem naturalnym polegającym na tym, że wszystkie obiekty posiadające masę oddziałują na siebie wzajemnie przyciągając się.

    Im większa jest kropla, tym prędkość jej spadania w powietrzu jest większa, a ze względu na większy promień siły napięcia powierzchniowego odgrywają coraz mniejszą rolę. Dla kropel o średnicy większej niż około 3 milimetry powstaje u dołu kropli wgłębienie, a kształt przekroju kropli jest zbliżony do przekroju ziarna fasoli, przy promieniu około 5 mm wgłębienie jest tak duże, że kropla na środku staje się cienka. Kropla taka jest niestabilna i niewielkie zaburzenie sprawia, że rozpada się na mniejsze krople.

    Aerodynamika (z greckiego: aēr dpn. aéros - "powietrze" i dynamikós - "mający siłę, silny") – dział fizyki, mechaniki płynów, zajmujący się badaniem zjawisk związanych z ruchem gazów, a także ruchu ciał stałych w ośrodku gazowym i sił działających na te ciała.Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang. United States, US, United States of America, USA) – federacyjne państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu i Oceanem Atlantyckim od wschodu.

    Deformacje kształtu można analizować, stosując równanie Bernoulliego. Najszybszy przepływ powietrza, względem kropli, jest z boku kropli, a tam gdzie jest najszybszy przepływ, tam też jest najmniejsze ciśnienie gazu. Zmniejszenie ciśnienia określa zależność

    Wykaz ten zawiera pozaukładowe jednostki miary, czyli jednostki nienależące do układu SI. Pojęcie bywa także używane do określenia jednostek nienależących do żadnego układu jednostek miar, albo nienależących do rozpatrywanego układu jednostek miar.Lepkość (tarcie wewnętrzne, wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich opór wewnętrzny przeciw płynięciu. Lepkością nie jest opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia. Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).

    Krople stykające się z ciałem stałym[ | edytuj kod]

    Kropla na powierzchni ciała stałego w zależności od kąta zwilżania
    Krople wody spływające po liściu

    Ciecz, stykając się z ciałem stałym, może rozpływać się po całej jego powierzchni lub tworzyć krople przylegające do niego. Na granicy styku cieczy, ciała stałego i gazu ciecz tworzy zawsze taki sam kąt z powierzchnią ciała stałego, który nazywa się kątem zwilżania. Kropla przylegająca do powierzchni tworzy kształt odpowiadający minimum energii wszystkich sił działających na nią:

    Równanie Bernoulliego - jedno z podstawowych równań hydrodynamiki płynów idealnych, sformułowane przez Daniela Bernoulliego w 1738 roku.Kąt zwilżania, kąt przyścienny – kąt utworzony przez powierzchnię płaską ciała stałego i płaszczyznę styczną do powierzchni cieczy graniczącej z ciałem stałym lub do powierzchni rozdziału dwóch stykających się cieczy
  • przyciągania ziemskiego (najistotniejsza),
  • powierzchniowej ciała stałego,
  • napięcia powierzchniowego cieczy.
  • W zależności od warunków krople mogą przybierać kształt najczęściej spłaszczonej elipsoidy lub rzadziej wycinka kuli.

    Przykładem cieczy o bardzo dużym napięciu powierzchniowym jest rtęć, jej powierzchnia styku z większością materiałów jest bardzo mała, kulki łatwo toczą się. Ciecze o małym napięciu powierzchniowym formują na powierzchni bardziej spłaszczone struktury zwane batonnetami.

    Na krople spływające po powierzchni ciał stałych silny wpływ ma też faktura i kształt tej powierzchni. Krople spływające bardzo rzadko miewają kształt zbliżony do kuli, są one dodatkowo deformowane przez niesymetryczność zjawiska przylegania (histereza adhezji), polegające na tym, że w miejscu napływania (dolegania) cieczy kąt zwilżania jest większy od statycznego, a w miejscu odpływania – mniejszy. Przy dużej prędkości spływu istotne znaczenia dla kształtu ma też tarcie wewnętrzne oraz dynamika płynu.

    Objętość – miara przestrzeni, którą zajmuje dane ciało w przestrzeni trójwymiarowej. W układzie SI jednostką objętości jest metr sześcienny, jednostka zbyt duża do wykorzystania w życiu codziennym. Z tego względu najpopularniejszą w Polsce jednostką objętości jest jeden litr (l) (1 l = 1 dm = 0,001 m³).Mgła – krople wody (lub kryształy lodu) zawieszone w powietrzu. Mgły różnią się od chmur (stratus) tym, że ich dolna podstawa styka się z powierzchnią ziemi, podczas gdy podstawa chmur jest ponad powierzchnią ziemi. Mgła powoduje ograniczenie widzialności poniżej 1 km.

    Spadanie kropli[ | edytuj kod]

    Wpadnięcie kropli wody do wody

    Kropla, w tym i kropla deszczu, spadając pod wpływem przyciągania ziemskiego doznaje oporu powietrza i już po kilku metrach przebytej drogi osiąga prędkość końcową. Dla małych liczb Reynoldsa prędkość końcowa spadania ciał o kształcie kuli określa prawo Stokesa, które daje dobre rezultaty tylko dla kropel o średnicy mniejszej niż 0,3 mm, natomiast dla większych stosuje się wzory aproksymujące dane eksperymentalne lub wynikające z rozwiązania pełnego równania Naviera-Stokesa. Przeprowadzone liczne pomiary prędkości spadania kropel deszczu pozwoliły stwierdzić, że prędkość końcowa kropel zależy w skomplikowany sposób od ich średnicy.

    Kroplowa elektroda rtęciowa (KER, ang. dropping mercury electrode, DME) – elektroda pracująca, stosowana w metodach polarograficznych.Library of Congress Control Number (LCCN) – numer nadawany elementom skatalogowanym przez Bibliotekę Kongresu wykorzystywany przez amerykańskie biblioteki do wyszukiwania rekordów bibliograficznych w bazach danych i zamawiania kart katalogowych w Bibliotece Kongresu lub u innych komercyjnych dostawców.
    Wykres dla prędkości końcowej kropli

    Przyczyną niezgodności równania Stokesa dla dużych kropel jest wzrost ich prędkości przy wzroście średnicy. Wraz z prędkością rosną zaburzenia przepływu wokół kropli. Parametrem opisującym rodzaj przepływu jest liczba Reynoldsa. Drugim czynnikiem jest deformacja, zwiększająca powierzchnię poprzeczną kropli, a także zwiększająca turbulencje wokół kropli.

    Polarografia – część woltamperometrii, elektrochemiczna metoda analityczna polegająca na przyłożeniu liniowo wzrastającego potencjału elektrycznego do kroplowej elektrody rtęciowej będącej elektrodą pracującą z cyklicznie odnawianą się w trakcie pomiaru powierzchnią i rejestracji natężenia prądu płynącego przez nią. Wartość natężenia prądu jest proporcjonalna do stężenia obecnej w roztworze substancji ulegającej utlenieniu lub redukcji. Krzywa zależności natężenia prądu od liniowo rosnącego potencjału, rejestrowana za pomocą aparatu zwanego polarografem, w postaci tzw. krzywej polarograficznej, pozwala zidentyfikować substancję badaną i określić jej stężenie.Wkraplacz to naczynie laboratoryjne, które służy do precyzyjnego dozowania ciekłych substancji, zazwyczaj substratów do prowadzonej w kolbie reakcji chemicznej.

    Zagadnieniem wyrażenia prędkości końcowej kropli empirycznym wzorem matematycznym zajmowało się wielu badaczy, a w wyniku ich prac zaproponowano szereg wzorów zależności prędkości końcowej kropli V w m/s od średnicy d w mm, jak poniższe dwa przykładowe wykorzystane w załączonym obok wykresie podającym też dane eksperymentalne:

    Krople (łac. guttae) - postać leków, służąca do stosowania roztworów substancji leczniczych w znacznych stężeniach i z tego względu w niewielkich ilościach odmierzanych kroplami. Są stosowane wewnętrznie (doustnie) lub do worka spojówkowego, do jamy nosowej, do przewodu słuchowego zewnętrznego.Chmury – obserwowane w atmosferze skupiska kondensatów substancji występującej w postaci pary. W atmosferze ziemskiej jest to para wodna. Ochładzanie zmniejsza prężność pary nasyconej, osiągnięcie temperatury punktu rosy powoduje nasycenie pary wodnej (saturację), dalsze ochładzanie wywołuje przesycenie i kondensację. Kondensacja i parowanie (w przypadku chmur wodnych) oraz depozycja i sublimacja (w przypadku chmur lodowych) zachodzą w atmosferze na chmurowych lub lodowych jądrach (zarodkach) nukleacji.
    Gossard (1992), Uplingers (1977).

    Wzory można stosować dla kropel o średnicy do 6 mm, przy czym dla średnic do 1 mm oba wzory wykazują podobny przebieg, natomiast w przedziale 1 do 6 mm dokładniej rzeczywistość odwzorowuje wzór Uplingersa. Dla wartości powyżej 6 mm oba wzory dają wyniki coraz bardziej rozbieżne, ponadto i tak nie można ich zweryfikować empirycznie, gdyż krople takich rozmiarów są niestabilne w warunkach panujących na Ziemi. Z danych zebranych przez różnych autorów wynika, że wzory te nie opisują dobrze prędkości spadania kropel o średnicy mniejszej od 1 mm.

    Meteorologia (gr. metéōron (μετέωρον) - unoszący się w powietrzu, lógos (λόγος)- słowo, wiedza) - nauka zajmująca się badaniem zjawisk fizycznych i procesów zachodzących w atmosferze, szczególnie w jej niższej warstwie - troposferze. Bada, jak te procesy wpływają na przebieg procesów atmosferycznych i stan pogody na danym obszarze.Elipsoida – powierzchnia, której wszystkie przekroje płaskie są elipsami. Czasem tym słowem oznacza się też bryłę, ograniczoną tą powierzchnią. Szczególnym przypadkiem elipsoidy jest elipsoida obrotowa, powierzchnia ograniczona powstała przez obrót elipsy wokół własnej osi symetrii.

    Prędkość poruszania się kropli w powietrzu odgrywa ważną rolę w meteorologii, gdyż radary dopplerowskie mierzą prędkość powietrza poprzez pomiar prędkości ruchu kropel, która różni się od prędkości ruchu powierza o szybkość spadania kropel. W pomiarach tych zakłada się, że krople dostosowują się natychmiast do zmian prędkości powietrza, w rzeczywistości kropla o średnicy 1 mm potrzebuje na to ok. 1–2 sekund. Istnieją jednak radary meteorologiczne, w których prędkość powietrza można oszacować na podstawie pomiaru odbicia fal od czystego nieba (rozproszonego na atomach).

    Zamglenie – zawiesina mikroskopijnych kropelek wody lub zwilżonych cząsteczek hygroskopijnych w powietrzu przy powierzchni ziemi, powodująca obniżenie widzialności od 1 km do 9 km.Nieważkość – stan, w którym działające na układ ciał siły zewnętrzne nie wywołują wzajemnych ciśnień (nacisków) części układu na siebie, a wewnętrzne oddziaływania grawitacyjne są pomijalne. Rzadziej używany jest także termin nieciężkość.


    Podstrony: [1] 2 [3] [4] [5]



    w oparciu o Wikipedię (licencja GFDL, CC-BY-SA 3.0, autorzy, historia, edycja)

    Warto wiedzieć że... beta

    Ciśnienie – wielkość skalarna określona jako wartość siły działającej prostopadle do powierzchni podzielona przez powierzchnię na jaką ona działa, co przedstawia zależność:
    Histereza – w naukach przyrodniczych, zjawisko zależności aktualnego stanu układu od stanów w poprzedzających chwilach. Inaczej – opóźnienie w reakcji na czynnik zewnętrzny. Zjawisko odkrył i nazwał James Alfred Ewing w roku 1890. Termin ten zapożyczony został także przez nauki społeczne.
    Stalagmometr – przyrząd do pomiaru napięcia powierzchniowego na granicy cieczy i gazu lub na granicy dwóch nierozpuszczalnych w sobie faz ciekłych. Składa się z pojemnika na ciecz podlegającą badaniu oraz kapilary z odpowiednio ukształtowanym (płasko oszlifowanym) zakończeniem zwanym stopką. Taka konstrukcja pozwala na powolny, swobodny wypływ zgromadzonej cieczy dyskretnymi porcjami – kroplami, tworzącymi się pod stopką kapilary i regularnie odrywającymi się od niej.
    Tłuszcze – zwyczajowa nazwa grupy lipidów, estrów glicerolu i kwasów tłuszczowych, głównie triacylogliceroli. Reszty kwasowe występujące w cząsteczkach tłuszczów zawierają zwykle od 12 do 18 atomów węgla.
    Brytyjski system miar, jednostki imperialne – system miar stosowany w Wielkiej Brytanii oraz dawnych koloniach brytyjskich. Ponadto był stosowany tradycyjnie w komunikacji morskiej i lotniczej.
    Powierzchnia swobodna cieczy jest to powierzchnia styku cieczy z próżnią lub płynem (tzn. gazem lub cieczą). Kształt jaki przyjmuje zależy od sił działających na granicy cieczy i dla cieczy nie poddawanej przyspieszeniu jest zawsze prostopadła do siły wypadkowej działającej na ciecz na jej powierzchni.
    Śmietana (śmietana kwaśna, śmietana ukwaszona) – spożywczy produkt nabiałowy, otrzymywany ze śmietanki (śmietany słodkiej), która pochodzi z warstwy górnej odwirowanego mleka pełnego. Typowa śmietana zawiera 12–16% tłuszczu, wykorzystywana jest głównie jako dodatek do potraw.

    Reklama

    Czas generowania strony: 0.035 sek.