Sbírka fyzikálních pokusů

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.

  

  
  

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

  

  
  

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

  

• Odkaz na podobné experimenty

  • Závislost rozdílu výšek hladin na tloušťce kapiláry je podrobně ukázána v pokusu Výška hladiny kapaliny v kapiláře.

  • V jiném uspořádání je stejná závislost ukázána v experimentu Skleněné destičky ponořené ve vodě, aneb kapilární vzlínavost na klínu.

• Metodická poznámka

  Pro lepší viditelnost je vhodné vodu obarvit potravinářským barvivem.