مينيسكو (الكيمياء): ما الذي يتكون منه وأنواعه
الغضروف المفصلي هو انحناء سطح السائل. أيضا ، هو السطح الحر للسائل في واجهة الهواء السائل. تتميز السوائل بوجود حجم ثابت ، غير قابل للضغط.
ومع ذلك ، يختلف شكل السوائل اعتمادًا على شكل الحاوية التي تحتوي عليها. هذه الخاصية ناتجة عن الحركة العشوائية للجزيئات التي تشكلها.
تتمتع السوائل بالقدرة على التدفق ، والكثافة العالية ، وانتشارها بسرعة في سوائل أخرى تكون غير قابلة للاختلاط. يشغلونها عن طريق الجاذبية أقل مساحة في الحاوية ، تاركين في الجزء العلوي سطحًا حرًا غير مستوٍ تمامًا. في بعض الحالات ، يمكنهم اعتماد أشكال خاصة مثل القطرات والفقاعات وفقاعات.
تعتمد خصائص السوائل مثل نقطة الانصهار ، وضغط البخار ، واللزوجة ، وحرارة التبخير على شدة القوى بين الجزيئات التي تعطي التماسك للسوائل.
ومع ذلك ، تتفاعل السوائل أيضًا مع الحاوية بواسطة قوى الالتصاق. ثم ينشأ الغضروف المفصلي من هذه الظواهر الفيزيائية: الفرق بين قوى التماسك بين جزيئات السائل ، والالتصاق الذي يسمح لها بلل الجدران.
ما هو الغضروف المفصلي؟
كما أوضحنا للتو ، فإن الغضروف المفصلي هو نتيجة لعدة ظواهر فيزيائية ، من بينها التوتر السطحي للسائل.
قوى التماسك
قوى التماسك هي المصطلح المادي الذي يفسر التفاعلات بين الجزيئات داخل السائل. في حالة الماء ، تُعزى قوى التماسك إلى تفاعل ثنائي القطب وثاني روابط الهيدروجين.
جزيء الماء ثنائي القطب في الطبيعة. وذلك لأن الأكسجين الموجود في الجزيء له تأثير كهربائي لأنه يحتوي على كمية أكبر من الإلكترونات من الهيدروجين ، والذي يحدد أن الأكسجين يبقى مع شحنة سالبة والهيدروجينيات مشحونة بشكل إيجابي.
هناك جاذبية إلكتروستاتيكية بين الشحنة السلبية لجزيء الماء ، الموجود في الأكسجين ، والشحنة الموجبة لجزيء ماء آخر ، موجود في الهيدروجين.
هذا التفاعل هو ما يعرف باسم التفاعل أو القوة ثنائية القطب ثنائي القطب ، والذي يساهم في تماسك السائل.
قوات الالتصاق
من ناحية أخرى ، يمكن لجزيئات الماء أن تتفاعل مع الجدران الزجاجية عن طريق الشحن الجزئي لذرات الهيدروجين في جزيئات الماء التي ترتبط بقوة بذرات الأكسجين الموجودة على سطح الزجاج.
هذا يشكل قوة التصاق بين السائل والجدار الصلب ؛ العامية يقال أن السائل يبلل الجدار.
عندما يتم وضع محلول سيليكون على سطح الزجاج ، فإن الماء لا يشرب الزجاج تمامًا ، ولكن يتم تشكيل قطرات عليه يمكن إزالته بسهولة. وبالتالي ، يشار إلى أنه مع هذا العلاج تتناقص قوة الالتصاق بين الماء والزجاج.
تحدث حالة مشابهة جدًا عندما تكون الأيدي دهنية ، وعند غسلها في الماء ، يمكنك رؤية قطرات محددة جدًا على الجلد بدلاً من الجلد الرطب.
أنواع الغضروف المفصلي
هناك نوعان من الغضروف المفصلي: المقعر والمحدب. في الصورة ، يكون المقعر أ ، والمحدب ب. تشير الخطوط المنقطة إلى العلامة الصحيحة عند قراءة قياس الحجم.
مقعر
يتميز الغضروف المحدب في أن زاوية التلامس θ التي تشكلها جدار الزجاج مع خط مظلل للغضروف المفصلي ، والتي يتم إدخالها في السائل ، لها قيمة تقل عن 90 درجة. إذا تم وضع كمية من السائل على الزجاج ، فإنها تميل إلى الانتشار على سطح الزجاج.
يدل وجود هلالة مقعرة على أن قوى التماسك داخل السائل أقل من قوة الالتصاق بالجدار الزجاجي.
لذلك ، السائل يستحم أو يبلل الجدار الزجاجي ، مع الاحتفاظ بكمية من السائل وتقييد الغضروف المفصلي. الماء مثال على سائل يشكل هلالة مقعرة.
محدب
في حالة السطح المحدب المحدب ، يكون لزاوية التلامس greater قيمة أكبر من 90 درجة. الزئبق هو مثال على السائل الذي يشكل هلالة محدبة. عند وضع قطرة من الزئبق على سطح زجاجي ، فإن زاوية التلامس θ تبلغ 140 درجة.
تشير ملاحظة الغضروف المحدب إلى أن القوى المتماسكة للسائل أكبر من قوة الالتصاق بين السائل والجدار الزجاجي. يقال أن السائل لا يبلل الزجاج.
القوى السطحية للتماسك (السائل السائل) والالتصاق (السائل الصلب) هي المسؤولة عن العديد من الظواهر ذات الأهمية البيولوجية ؛ هذا هو حال التوتر السطحي والشعري.
التوتر السطحي
التوتر السطحي هو قوة جذب جاذبة تمارس على جزيئات السائل الموجود على السطح وتميل إلى إدخالها في السائل.
لذلك ، يميل التوتر السطحي إلى تماسك السائل ويمنحهم مزيدًا من الغضروف المقعر ؛ أو بعبارة أخرى: تميل هذه القوة إلى إزالة سطح السائل من الجدار الزجاجي.
يميل التوتر السطحي إلى الانخفاض مع ارتفاع درجة الحرارة ، على سبيل المثال: التوتر السطحي للماء يساوي 0.076 نانومتر / م عند 0 درجة مئوية و 0.059 نانومتر / م عند 100 درجة مئوية.
وفي الوقت نفسه ، فإن التوتر السطحي للزئبق عند 20 درجة مئوية هو 0.465 نيوتن / متر. هذا من شأنه أن يفسر لماذا الزئبق أشكال محدبة هلالة.
الشعرية
إذا كانت زاوية التلامس θ أقل من 90 درجة ، وكان السائل يبلل الجدار الزجاجي ، يمكن أن يرتفع السائل الموجود داخل الشعيرات الدموية الزجاجية حتى يتم الوصول إلى حالة التوازن.
يتم تعويض وزن العمود السائل عن طريق المكون الرأسي لقوة التماسك بسبب التوتر السطحي. لا تتدخل قوة الالتصاق لأنها عمودية على سطح الأنبوب.
لا يفسر هذا القانون كيف يمكن للمياه الصعود من الجذور إلى الأوراق من خلال أوعية الخشب.
في الواقع ، هناك عوامل أخرى متورطة في هذا الصدد ، على سبيل المثال: عندما يتبخر الماء في الأوراق يسمح لجزيئات الماء في الجزء العلوي من الشعيرات الدموية بامتصاصها.
وهذا يسمح لجزيئات أخرى من أسفل الشعيرات الدموية بالارتقاء لاحتلال موقع جزيئات الماء المتبخرة.
