Kas yra kapiliarinis vamzdelis?

Kapiliarinis vamzdelis yra labai plonas vamzdelis, pagamintas iš standžios medžiagos, pavyzdžiui, plastiko ar stiklo. Vamzdžiai naudojami skysčių mėginiams surinkti, kurie tekės į vamzdelius prieš gravitacijos poveikį procesui, vadinamam kapiliariniu poveikiu. Jie dažniausiai naudojami medicinos ir mokslinių tyrimų srityse, norint išgauti labai mažus analizuojamų skysčių mėginius, pavyzdžiui, kraujo mėginius diabetikams, arba transportuoti juos į kitus prietaisus, tokius kaip Petri lėkštelės ar mikroskopai, tolesniam tyrimui ar eksperimentams.

Kapiliarinių vamzdelių angos storis skiriasi priklausomai nuo naudojimo, o lemiamas veiksnys yra siurbiamų skysčių tankis arba svoris. Yra įvairių dydžių iš anksto pagamintų vamzdelių, skirtų tam tikroms reikmėms, pavyzdžiui, kraujo paėmimui. cukraus kiekiui kraujyje ištirti. Tyrimų metu mokslininkai dažnai šildo stiklo vamzdžio centrą iki jo lydymosi taško. Tada jie sutraukia galus, ištempdami centrą į labai ploną vamzdelį, tinkamą jų neatidėliotiniems poreikiams, ir, kai stiklas atvės, permuša jį per vidurį, kad sukurtų pasirinktinį įrankį.

Visi šie vamzdeliai veikia per procesą, vadinamą kapiliariniu veikimu. Šiame procese naudojamos dvi fizinės jėgos – paviršiaus įtempimas ir sukibimas – siekiant atremti gravitacijos poveikį ir paimti mėginį. Paviršiaus įtempimas yra barjero susidarymas skysčio paviršiuje, kurį sukuria jėga, kurios reikia atskiroms skysčio molekulėms atskirti vieną nuo kitos. Šią jėgą galima pastebėti geriamojoje stiklinėje, kuri gali būti pripildyta vandens iki šiek tiek didesnio nei stiklinės tūrio, kad ji pakiltų virš apvado. Vanduo lieka virš stiklo, nes jėga, reikalinga vandens molekulėms atskirti nuo paviršiaus, yra didesnė nei gravitacijos jėga, kuri veikia vandenį virš stiklo krašto.

Sukibimas padeda kapiliariniam veikimui, nes sukuria abipusę patrauklią jėgą tarp skysčio ir paties vamzdelio. Vandens stiklinės pavyzdyje vanduo pritraukiamas prie stiklo krašto ir prilimpa prie jo, sukurdamas vandens paviršiaus ribą. Būtent tai išlaiko vandenį stiklinėje, o paviršiaus įtempimas lemia, kaip aukštai vanduo gali pakilti virš jos.

Kapiliariniai vamzdeliai iš prigimties yra labai ploni. Dėl šio fakto aplink vamzdelio vidų yra didelis sukibimas, dėl kurio susidaro paviršiaus plotas vamzdelio viršuje ir apačioje. Dėl to, kai skystis susiduria su sukibimo jėgomis, jis įtraukiamas į vamzdelį ir susidaro paviršius su specifiniu paviršiaus įtempimu, kuris išlieka nepakitęs dėl vamzdžio šonų sukibimo. Skystis toliau kils vamzdeliu aukštyn, kol viso vamzdyje esančio skysčio masė viršys paviršiaus įtempimą apačioje.