الخاصية الشعرية Capillary Action
- إذا غـمـرت أنبوبة زجاجية شعرية في الماء فإن مستوى الماء داخلها في اللحظة الأولى يكون مسطحاً تماماً ، ولكنه ما يلبث أن يبدأ في تبليل زجاج الأنبوبة وبذلك يتسلق الماء على جدرانها فتزداد مـسـاحـة سطحـه.
- ولكن التوتر السطحي يقاوم هذه الزيادة فيرتفع الماء في الأنبوبة ليلغي هذه الزيادة ، ثم يعـود الماء مـرة أخـرى لـتـبـلـيـل جـدران الانبـوب فـتـزداد مـسـاحـة سطح تماسه ، ويؤدي ذلك إلى ارتفاع الماء مرة أخرى.
- وتستمر العملية ويزداد ارتفاع الماء في الأنبوب الشعري.
- لاحظ أننا فـسـرنا ارتفـاع الماء داخل الانبوب على مراحل، لكن في الواقع أن عـمـلـيـة الـتـبـلـيل والتوتر السطحي تحدثان في نفس الوقت ، وأن الماء يرتفع بسهولة في الأنبوب الشعري.
- يرتفع الماء السائل داخل الانبوبة الشعرية إذا وضعت الانبوبة رأسياً في الماء؟
السبب يرتفع الماء في الانبوبة الشعرية لوجـود قـوی جـذب كبيرة بين جزيئات الماء والزجاج (قـوى التلاصق) وهذه الـقـوى تفوق قـوى الـجـذب الموجودة بين جزيئات الماء نفسها. وهذا هو السبب في تقعر سطح الماء.
قياس التوتر السطحي باستخدام الخاصية الشعرية
عند توقف السائل عن الارتفاع داخل الانبـوبة الشعرية فـإن قـوة الـجـذب للأسفل (قـوة عـمـود السائل) تساوي قوة الشد للأعلى كما يلي:
وحيث ان العلاقة بين نصف قطر الانبوبة (r) ونصف قطر التقعر ( َr) هو:
وبالتعويض عن قيمة ( َr):
القانون المستخدم لقياس معامل التوتر السطحي
γ = معامل التوتر السطحي بوحدة erg/cm2
r = نصف قطر الانبوبة الشعرية بوحدة (cm)
d = كثافة السائل
g = عجلة الجاذبية الأرضية بوحدة 2-cm . s
θ = زاوية البلل
h = ارتفاع العمود