Kapilární elevace a deprese

Pokus číslo: 2154

  • cíl pokusu

    Pokus ukazuje kapilární elevaci (s vodou) a kapilární depresi (se rtutí).

  • Teorie

    Ponoříme-li kapiláru (trubičku s velmi malým průměrem) do nádoby s vodou, vystoupí hladina v kapiláře výš než je hladina v nádobě. Tomuto jevu se říká kapilární elevace. Naopak, pokud ponoříme stejnou kapiláru do nádoby se rtutí, bude hladina v kapiláře níž než hladina v nádobě − v tom případě mluvíme o kapilární depresi.

    Zda dojde ke kapilární elevaci nebo depresi závisí na kombinaci kapaliny a materiálu kapiláry − jestliže kapalina „smáčí“ stěny nádoby, hladina v kapiláře bude výš. Pokud kapalina „nesmáčí“, bude hladina v kapiláře níž než v okolí.

    Rozdíl výšek hladin v kapiláře a v nádobě závisí na vlastnostech kapaliny (jejím povrchovém napětí a hustotě), na tloušťce kapiláry a tom, jak dobře kapalina stěnu nádoby smáčí nebo nesmáčí. Kvantitatvní odvození vztahu pro vzdálenost obou hladin lze najít v: Encyklopedii fyziky .

    V experimentu je ukázána kapilární elevace s obarvenou vodou ve skleněné kapiláře a kapilární deprese se rtutí ve dvou různě širokých kapilárách.

  • Pomůcky

    • průhledná nádoba
    • kapilára nebo jiná tenká trubička
    • rtuť, voda, případně potravinářské barvivo
  • Postup

    1. Do hranaté nádoby nalijeme vodu, vnoříme kapiláru nebo jinou tenkou trubičku a pozorujeme, že hladina v kapiláře je výš než hladina v nádobě.

    2. Totéž zopakujeme se rtutí. Je potřeba, aby kapilára byla na kraji nádoby a hladina v ní tak byla pozorovatelná.

    Dbejte na bezpečnost! Páry rtuti jsou jedovaté, je potřeba dbát na to, aby se rtuť nevylila.

  • Vzorový výsledek

    Fotografie ukazují možný výsledek pokusu:

    Do obarvené vody ponoříme kapiláru a pozorujeme, že je hladina v kapiláře výš než hladina v nádobě.

    Obr. 1: Kapilára ve vodě

    Do rtuti ponoříme kapiláru a pozorujeme, že je hladina v kapiláře výrazně níž než v nádobě (šipka na fotce označuje hladinu rtuti v kapiláře).

    Obr. 2: Kapilára ve rtuti

    Do rtuti ponoříme plastovou pipetu (s ustřihnutým vrškem). Vzhledem k tomu, že pipeta je tlustší než kapilára, není rozdíl hladin tak velký.

    Obr. 3: Pipeta ve rtuti
  • Odkaz na podobné experimenty

  • Metodická poznámka

    Pro lepší viditelnost je vhodné vodu obarvit potravinářským barvivem.

Typ pokusu: kvalitativní
Věková skupina: od 2. stupně základní školy
Potřebné vybavení: vyžaduje specifické pomůcky
Čas přípravy pokusu: do 3 minut
Čas provedení pokusu: do 3 minut
Multimediální encyklopedie fyziky