Коллоидтық химия пәні бойынша “Капиллярлық құбылыстардың дамуына үлес қосқан ғалымдар ” тақырыбындағы
Реферат
Мазмұны бет
Кіріспе……………………………………………………………………………………3
II.Негізгі бөлім
2.1 Леонардо Да Винчи……………..……………………………………………………..4
2.2 Блез Паскаль………….……………………………………………..………….7
2.3 Дж.Жюрен……………………………………………………………………………9
2.4 Юнг Томас………………………………………………………………….. ..9
2.5 Пьер Лаплас …………………………………………..…………………………11
2.6 Ипполит Громека…………………………………………………..……..…13
Қорытынды ………………………… ………………………………………………………14
Кіріспе
Капиллярлық құбылыстар – бір-бірімен араласпайтын заттардың шекарасында, беттік керілудің әсерінен пайда болатын физикалық құбылыстар. Капиллярлық құбылыстар табиғатта, күнделікті өмірде және өндірісте елеулі рөл атқарады. Судың топыраққа және әр түрлі кеуек материалдарға сіңуі, керосиннің білтемен жоғары көтерілуі, кентасты байыту үшін қолданылатын флотация осы к.қ-ға негізделген. Сұйықтық бетінің иілуі салдарынан, оның астында қосымша капиллярлық қысым (Dр) пайда болады. Бұл қысымның шамасы Лаплас теңдеуімен өрнектеледі.
Беттік құбылыстар — шекаралық қабатта артық еркін энергияның (беттік энергияның) болуынан, беттік қабат молекулаларының белсенділігінің жоғарылығынан олардың құрылымы мен құрам ерекшеліктерінен туындайтын құбылыстар. Денелердің физикалық және химиялық әсерлері ең алдымен осы беттік қабатта өтеді. Негізгі беттік құбылыстар бет ауданына пропорционал беттік энергияның кемуіне байланысты болып келеді. Сұйықтық тамшыларының немесе газ көпіршіктерінің, т.б. тепе-тең пішіндерінің түзілуі тұрақты көлемдегі еркін энергияның минимум шамасымен анықталады. Молекулалық күштер (беттік керілу және жұғу) мен сыртқы күштердің (ауырлық күшінің) біріге әсер етуінен пайда болатын және сұйықтықтың бөліну бетін қисайтатын беттік құбылыстарды «капиллярлық құбылыстар» дейді. Диагностика мақсаттары үшін медицинада жұлын сұйығы, өт, лимфа, ұлпа сұйықтары, қан плазмасы және басқа да ағза сұйықтарының беттік керілу коэффициенті анықталады. Топырақтағы қоректік заттардың, ылғалдың өсімдік сабақтарына, бұтақтар мен жапырақтарға берілуі капиллярлық құбылыс арқылы жүзеге асырылады. Жағармай және майланатын заттар фитилдің капиллярлары арқылы көтеріледі. Адам ағзасының қанайналым жүйесінде кейбір кезде «эмболия» құбылысы байқалады. Осы тақырыпты оқып үйрену арқылы медицинада, биологияда және фармацияда капиллярлық құбылыстардың табиғаты туралы толық ақпарат алынады. Қатты денелерде беттік құбылыстар ең алдымен олардың сыртқы бетінде байқалады. Мұндай құбылыстарға тістесу (когезия), жабысу (адгезия), жұғу және үйкелісжатады. Беттік құбылыстар дененің ішкі беттерінде де болады. Олар кристалдық тор ақауынан туындайды. Қатты денені кез келген пішінде бұзу да беттік құбылыстарға жатады. Өйткені бұл кезде денеде жаңа бөліну беттері түзіледі. Капиллярлық құбылыстар табиғатта, күнделікті өмірде және өндірісте елеулі рөл атқарады. Судың топыраққа және әр түрлі кеуек материалдарға сіңуі, керосиннің білтемен жоғары көтерілуі, кентасты байыту үшін қолданылатын флотация осы капиллярлық құбылыстарға негізделген. Капиллярлық құбылыстарды алғаш рет Леонардо да Винчи (15 ғ.) ашып зерттеген. Онан кейін Б.Паскаль (17 ғ.) мен Дж.Жюрен (18 ғ.) капилляр түтіктің көмегімен тәжірибе жасаған. Капиллярлық құбылыстардың теориясы Т.Юнгтің (1805), П.Лапластың (1806), Дж.Гиббстің (1875) және И.С. Громеканың (1879, 1886) еңбектерінде дамытылған.
Негізгі бөлім
2-бөлім. Капиллярлық құбылыстардың дамуына үлес қосқан ғалымдар
2.1 Леонардо да Винчи
(15.02.1452-02.05.1519)
Леонардо да Винчи (итал. Leonardo da Vinci, 15 ақпан, 1452 жыл, Винчи қаласының маңы — 2 мамыр 1519 жыл, Амбуаза, Түрен, Франция) — 1452 жылы Винчи қаласының маңында дүниеге келген.
1-суретте италияндық ұлы суретші әрі ғалым, «Әмбебап адам» (лат. homo universale) — италияндық Ренессанс мұратының жарқын үлгісі көрсетілген.
1-сурет. Леонардо Да Винчи
Флоренцияның бір аймағындағы Пиеро да Винчи деген нотариус пен диқаншы отбасынан шыққан Катерина деген қыздың баласы, Вероккионың сурет өнері саласындағы шәкірті. Тез арада ұстазын басып озған Леонардо да Винчи бастапқыда Флоренцияда саудагершілікпен айналысады. Артынан княздер сарайларында шығармашылық ірі жоспарлар ұсынып, еш түсіністік таппайды. Әбден көңілі қалған ол 1516 жылы қаңтарда король Франсуа I ұсынысымен Францияға көшіп келіп, ғұмырының соңғы 4 жылын, осы жақта, Клу (Түрендегі) қамалында бастаған істерін аяқтаумен өткізеді.
Леонардоның қазіргі біз атап жүрген мәнді тегі болмаған; «да Винчи» «Винчи қалашығынан шыққан» дегенді білдіреді. Оның толық есімі — итал. Leonardo di ser Piero da Vinci, яғни «Леонардо, Винчилік Пиеро мырзаның ұлы».
- 1470 — Леонардо да Винчи Верроккио шеберханасына (Флоренция) көмекші боп кіреді.
- 1472 — Флоренсия Суретшілер гильдиясының (одағы) мүшесі.
- 1472-1477 — «Исаның шоқындырылуы», «Ізгі хабар», «Құмырамен бейнеленген Мадонна» туындыларымен жұмыс істейді.
- 1482 — Миландағы Лодовико Сфорца сарайына шақырылады.
- 1487 — Құстың ұшуын негізге алып, ұшатын машина — орнитоптерді жасайды.
- 1488 — «Ақкіс ұстаған келіншек» суреті.
- 1489 — Бассүйектердің анатомиялық кескіндері.
- 1490 — «Сазгер портреті» суреті.
- 1495-1498 — «Жасырын кешкілік» суреті.
- 1502 — Чезаре Борджаға архитектор әрі әскери инженер ретінде қазметке тұрады.
- 1503 — Флоренцияға оралады.
- 1503 — «Мона Лиза» суреті.
- 1505 — Құстың ұшу сызбанұсқасы.
- 1507 — Адам көзінің құрылысын зерттеуі.
- 1509 — Қасиетті Анна соборында қолтаңба қоюы.
- 1512 — «Өз портреті»
- 1512 — Лев X папасының қорғауымен Римге көшеді.
- 1514-1516 — «Жохан Шоқындырушы» суреті.
- 1516 — Сарай суретшісі, инженер, сәулетші, және механик ретінде Францияға көшуі.
Шығармашылығы:
Леонардо До Винчи «Мона Лиза» суретін салған. Бұл оның ең әйгілі шығармасы. Деректер бойынша суретте 1479 жылы өмір сүрген Лиза атты әйел бейнеленген, ал кейбір деректер бойынша суретте Леонардо До Винчи өзінің әйел келбетіндегі суретін салды деген дерек бар.Оның себебі суреттің аты «Мона Лайза», яғни италиян тілінен аударғанда «Моя леди» дегенді білдіреді.
Сонымен қатар суреттің шын аты «Мона Лиза» емес, «Джоконда» деген дерек шықты.Осындай аталу себеі суретте Франческо Дель Джоконданың әйелі бейнеленуі мүмкін деген болжам бар.
Қазіргі кезде осы сурет өте бағалы болып саналады.
Бұл сурет Парижде, оқ өтпейтін әйнекпен қапталып сақталған. Қазіргі кезде ол 7 миллион доллар шамасында бағаланады. Он бесінші ғасырда Леонардо Да Винчи (1452-1519) “Су қозғалысы және оны өлшеу туралы” шығарма жазып қалдырған, каналдар жобалаған, гидротехника саласында көптеген жұмыстар жасаған.
Өнертапқыштығы:
Данышпан адамдардың туындылары уақыт өте мойындалып жататыны сияқты Леонардоның ойлап тапқандарының көбісі кейін толықтырылып, өзгертіле жетілдіріліп, бүгінгі күнге дейін қолданыста болып келді.
Мысалы, Леонардо да Винчи ауаны сығып, құбырлармен жүргізетін құрал жасаған. Бұны пештерді жағудан бөлмелерді желдетуге дейін қолданады.
Адамның су астында көп уақыт болу мүмкіндігі Леонардоны да қызықтырған. Бұл одан бұрынғы-соңғы ғалымдарды да қызықтырған болатын. Мысалы, Баттиста Альберти Неми көлі түбінен кейбір Рим кемелерін көтеруді жоспарлаған. Леонардо болса жай жоспарлап қана қоймай, су өткізбейтін теріден жасалатын сүңгуірлер костюмінің жобасын жасады. Леонардо да Винчидың қазіргі тікұшақтың «атасының» сызбанұсқасын жасағаны да баршаға мәлім. Адамды жүзіп үйретуге керекті маңызды дүние — құтқару дөңгелегі. Леонардоның бұл тапқаны қазіргі кезге дейін еш өзгеріссіз қалды деуге болады.Жүзу қарқынын үдету үшін ғалым өзіндік қолғап ойластырады, бұл біртіндеп бүгінгі қолданысқа айналады.
Сену қиын, бірақ Леонардо қазу үшін емес, қазылған заттарды көтеру, тасымалдау үшін экскаватор ойлап табады. Ғалымдардың пайымдауынша, экскаваторлар Арно өзенінің арнасын өзгерту жобасына керек болған. Ені 18 м, ұзындығы 6 м болатын шұңқыр қазу жоспарланған. Аутордың суреттері қазатын машина мен шұңқыр өлшемдері жайлы ақпарат береді. Штангаларының әрқилы ұзындығы бар көтергіш кран бірнеше қарсы салмақпен екі немесе одан көп деңгейлі экскавацияда қолданыла алатынымен қызық.
Леонардоның ең танымал суреті — көне аутомобиль жобасы. Өзін-өзі қозғалтатын арба, энергия шығаратын рөлмен жалғанған, арбалетті механизммен жүретін болған. Артқы дөңгелектері бір-біріне тәуелсіз айналдырыла алған. Рөлмен байланысқан төртінші дөңгелек арқылы арба бұрыла алған. Бастапқыда король ауласының көңіл көтеруіне арналған бұл көлік Қайта Өрлеу дәуірі мен орта ғасыр инженерлер өздігінен жүру көліктер қатарына жатқан.
Ғалымның кейбір еңбектерін адамзаттың енді ғана сынақтан өткізуге батылдары баруда: мысалы, Леонардо да Винчидың жобасымен норвегиялық Ас қаласынды 2001 жылы 100 метрлік жаяушылар көпірі жасалды. Леонардо да Винчи бұл көпірді түрік сұлтанына арнап жобалаған: көпір Ыстамбұлдағы Алтын Мүйіз шығанағы арқылы өтуі тиіс болғын. Егер бұл жоба сол кезде іске асса онда ол өз заманындағы ең ұзын көпір (ұзындығы 346 м) болар еді. Сұлтан Баязет II Леонардоның бұл жобасынан бас тартқандықтан көпір салынбай қалады.
Қызықты дерек:
Леонардо да Винчи көз жұмардың алдында өзінің шәкірттеріне мұқият толтырылған 120 дәптерді мұраға қалдырған екен. Оның ішінде механика мен инженерлік саланы, әскери өнерді жан-жақты зерттеп жазылған дүниелер бар. Бір таңқаларлығы – Леонардо анатомия ғылымына да ден қойып, адам ағзасының ішкі құрылысын да тыңғылықты зерттеген көрінеді. XX ғасырдың орта шенінде суретшінің тарапынан жасалған зерттеулер медицина саласы мамандарының арасында талас-тартыс туғызды. Суретшінің шәкірті Паоло Джиово Винчидің мәйітханаларда өліктерді сойып, адам ағзаларын зерттеумен айналысқандығын нақтылы түрде дәлелдеді. Орыстың атақты ғалымы Павлов Леонардоны өзінің ұстазы санаған. Көркемсурет өнерінің хас шебері ХVI ғасырдың өзінде-ақ адамның ішкі ағза мүшелерінің құрылысын толық зерттеген көрінеді. Павловтың Винчидің теориясын дәлелдегенінен бергі аралықта 400 жылдай уақыт өтті. Алайда оның анатомия іліміне қосқан жаңалығы әлі де күшін жойған жоқ. Бірақ, дүние салардың алдында әйгілі қылқалам шебері анатомияға ден қоямын деп, көркемсуретті ақсатып алғанына үлкен өкініш білдіріпті.
2.2. Блез Паскаль
(19.06.1623-19.08.1662)
Блез Паскаль (фр. Blaise Pascal, Маусымның 19, 1623 жыл—Тамыздың 19, 1662 жыл) – XVII-ғасырда өмір сүрген француз математигі және физигі, пәлсапашы, әдебиетшісі, математикалық анализ, ықтималдық теориясының, кескіндік геометрияның негізін салушылардың бірі, гидростатиканың негізгі заңының ауторы.
2-суретте адамзат тарихындағы ең атақты адамдардың бірі – Блез Паскаль.
2-сурет. Блез Паскаль
Паскаль 12 жасынан бастап ғылыммен шұғылданды. Әкесі Этьен математик және астроном болған. Әкесі баласын ғылым үйірмесіне қатыстырған. Сол кезде зерек бала сол кездегі ғалымдармен бірдей ғылым туралы пікірлескен. 16 жасында Паскаль «Қима туралы» еңбегін жазады. Ол газ бен сұйықтардың қасиетін көп зерттеп, заңдылығын тағайындаған және атмосфералық қысымның бар екендігін өз тәжірибесімен дәлелдеп берген.Көптеген бақылауларға сүйене отырып, француз ғалымы Блез Паскаль сүйықтар мен газдардың кысымды барлық жаққа. бірдей жеткізетінін дәлелдеді. Сұйыққа немесе газға түсірілген қысым барлық бағыт бойынша өзгеріссіз беріледі. Бұл қағида Паскаль заңы деп аталады.
Сұйықтар мен газдардың қысымды барлык. жаққа бірдей жеткізе алуы оларды құрайтын молекулалардың еркін қозғалғыштығымен түсіндіріледі .
Оның атымен қысым бірлігі және информатикада программалау тілі аталған. Ол бағдарламалау тілін 300 жыл бұрын ашқан алғашқы адам болып есептеледі. Паскалдың еңбектері барынша түрлі салаларды қамтиды. Ол математикалық талдаудың, проективті геометрияның, ықтималдық теориясының, гидростатиканың (Паскаль заңы) негізін салушылар дың бірі, замандастары «паскаль дөңгелегі» деп атап кеткен механикалық есептеу құрылғысының да авторы. Паскаль ауаның серпімді екенін көрсетіп, оның салмағы болатынын дәлелдеді, барометрдің көрсетуі ауаның ылғалдығы мен температурасына тәуелді екендігін ашты. Сондықтан барометрді ауа райын алдын ала болжау үшін пайдалануға болатындығын анықтады.
Паскалдың философиялық ойлары (оның өлімінен соң көбінесе «Ойлар» деген атпен, бұдан басқа да атпен немесе нұсқалармен басылған кітаптар) өзінен кейінгі көптеген атақты адамдардың шығармашылығына елеулі ықпал етті.
Қазіргі кезде ең қарапайым тачканы Паскалдың ойлап тапқанын жұрт біле бермеуі де мүмкін. Тұрақты маршруты бар жалпыға қол жетімді жүйелі жүріп тұратын қалалық көлік омнибустың – алғашқы көп орынды ат экипажының идеясы да осы Паскальға тиесілі.
Паскаль он алты жасының өзінде-ақ конус қимасына іштей сызылған алтыбұрыш туралы теореманы (Паскаль теоремасын) тұжырымдаған еді. Кейінірек осы теоремадан 400 салдарлар шығарғаны белгілі.
Блез Паскаль бірнеше жылдан соң ондық санау жүйесінде сандарды қосуға мүмкіндік беретін механикалық есептеу құрылғысы – қосу машинасын жасады. Бұл машинада цифрлар сондай бөлінісі бар дискілерді (дөңгелектерді) айналдыру жолымен қойылатын, ал амалдың нәтижесін әр цифрға арналған терезеден оқуға болатын. Дискілер бірімен-бірі байланыста қозғалатын, қосу кезінде бірлікті келесі разрядқа тасымалдау ескерілетін. Мұндағы бірліктер дискісі ондықтың дискісімен, ондық – жүздіктің дискісімен және т.с.сияқты байланыста еді. Егер диск айналған кезде нөлден өтсе, онда келесі диск бір бірлікке «алға» айналатын. Осы айналыс өз кезегінде келесі дискіні бір бірлікке алға айналдыратын. Паскаль машинасының басты кемістігі қосудан басқа амалдарды орындауға қолайсыздығы болды. Алайда Паскаль ойлап тапқан өзара байланысқан дөңгелектер ұстанымы одан кейінгі үш ғасыр бойына ойластырылған есептеу құрылғыларының негізіне алынып отырды.
Блез Паскаль мен басқа бір ұлы француз Пьер Ферма бір-біріне тәуелсіз ықтималдық теориясының негізін қалады. Ол жаңалық көбінесе 1654 жылы ашылды деп саналып жүр.
Блез Паскалдың ең атақты математикалық жұмысы деп биномдық коэффициенттерден құралып, ықтималдық теориясында қолдануға болатын «арифметикалық үшбұрыш» (Паскаль үшбұрышы) жайлы трактатын айтуға болатын шығар.
Паскаль ұлуы деп аталып кеткен – 4-ретті тамаша қисыққа келсек, ол оның мемлекеттік қызметті математикамен үйлестіре білген әкесі Этьеннің құрметіне аталған екен.
2.3. Дж.Жюрен
(1684 – 1750)
Қатты денемен жанасқан сұйықтық бетінің пішіні жұғу құбылысының әсері бойынша анықталады. Сұйықтық қатты денеге жұғу үшін, сұйықтық пен сол қатты дене молекулалары арасындағы ілінісу күші (F1) сұйықтық молекулаларының өз арасындағы тартылу күшінен артық (F2) болуы керек (яғни F1>F2). Бұл жағдайда сұйықтық ыдыс қабырғасымен жоғары көтеріледі. Оның тар ыдыстағы (капилляр түтіктегі) беті ойыс болады. Қатты денеге жұқпайтын (яғни F1<F2) сұйықтықтың капилляр түтіктегі деңгейі кең ыдыстағы сұйықтық деңгейінен төмен әрі оның беті дөңес болып келеді. Капилляр түтіктегі сұйықтықтың имек беті мениск деп аталады. Жұғатын сұйықтықтың менискісі ойыс, жұқпайтын сұйықтықтың менискісі дөңес болады. Ойыс менискі астындағы капиллярлық қысым теріс болғандықтан, түтіктегі сұйықтық салмағы капиллярлық қысыммен (Dр) теңгерілгенше, сұйықтық жоғары көтеріле береді. Тепе-теңдік күйде мына қатыс орындалады (1-теңдеу) :
∆r=±2s/r=(r1-r2)*gh (1)
(мұндағы r1 және r2 – сұйықтық (1) пен газдың (2) тығыздығы, s – фазааралық беттік керілу, r – мениск беті орташа қисықтығының радиусы, g – еркін түсу үдеуі. Капиллярлы көтерілу биіктігін суланудың сипаттамасымен байланыстыру үшін меникс радиусын сулану бұрышы және капилляр радиусы арқылы өрнектейміз (2-теңдеу).
(2)
Д.Жюрен (1684 – 1750) формуласы деп аталатын бұл өрнек сұйықтықтың капилляр түтік бойымен көтерілу (не төмен түсу) биіктігін (h) анықтайды.
1) ,болғанда,капиллярдағы сұйықтың деңгейі h шамасына төмендейді;
2) ,бұл жағдайда менискінің радиусы капилляр радиусына тең болады.
2.4. Юнг Томас
(13.06.1773. – 10.05.1829)
Юнг (Young) Томас (13.6.1773. – 10.5.1829) – жарықтың толқындық теориясын жасаушылардың бірі.
3-суретте ағылшын ғалымы Юнг Томас көрсетілген.
1811 жылдан өмірінің соңына дейін Лондондағы Әулие Георгий ауруханасында дәрігер болды. Сонымен бірге 1818 жылдан Бойлықтар бюросында хатшы болып қызмет атқарды. Юнгтің ғылыми еңбектері физика, химия, физиология, медицина, астрономия, геофизика, техника, филология, т.б. ғылым мен техника салаларына арналған. Ол 1793 ж. көз аккомодаттануының хрусталик қисықтығының өзгеруіне байланысты екендігін дәлелдеді. 1800 ж. “Дыбыс және жарық жөніндегі тәжірибелер мен проблемалар” деген трактатында жарықтың толқындық теориясын жақтады, сондай-ақ толқындардың суперпозициясын алғаш рет талдады, кейінірек интерференция принципін ашты. 1801 ж. “Жарық және түс теориясы” деген еңбегінде интерференция принципінің көмегімен Ньютон сақинасы құбылысын түсіндірді және алғаш рет жарық толқыны ұзындығының анықтамасын берді. Юнг поляризацияланған сәулелердің интерференциясы жөніндегі О.Френельдің еңбектері көлденең тербеліске жатады деген болжам жасады (1817). Ол түрлі түсті көру теориясына да елеулі үлес қосты. Ығысу деформациясы теориясына серпімділіктің (созылу және сығылу кезендегі) Юнг модулі деп аталатын сандық сипаттамасын енгізді.
Юнг тәжірибесі:
Жарық интерференциясын ашқан Юнг 1802 жылы дифракциядан классикалық тәжірибе жасады.Мөлдір емес қалқаға ол түйреуішпен бір-біріне жақын, кішкене екі В және С тесік жасады.Бұл тесіктер екінші қалқадағы кішкене А тесіктен өткен жіңішке жарық шоғымен жарықталды.Ол кезде ойлап табуы оңай емес, дәл осы жайт тәжірибенің сәтті болуына себеп болды.Тек когерентті толқындар ғана интерференцияланады.Гюйгенс принципіне сәйкес А тесіктен пайда болатын сфералық толқын В мен С тесіктерде когерентті толқындар туғызады.Дифракция салдарынан В мен С тесіктерден, аздап бірін-бірі жабатын, екі жарық конус шықты.Жарық толқынндарының интерфенциясы нәтижесінен, экранда кезектесіп келетін ашық және көмескі жолақтардың жоғалып кеткенін көрді.Міне, дәл осы тәжірибе арқылы Юнг алғаш рет, әр түсті жарық сәулелеріне сәйкес келетін, толқындар ұзындығын өте дәл өлшеді.
Шеткі жұғу бұрышы.
Сұйықтың дененің бетіне жұғуы шеткі жұғу бұрышы (Ө) арқылы сипатталады. Сұйық тамшысын қатты дененің бетіне тамызғанда үш фазааралық бөлу беттері пайда болады: қатты дене- газ (қ/г), қатты дене-сұйық (қ/с) және сұйық- газ(с/г) бөлу беттері . Бөлу беттерінің бірлік периметріне фазалық керілу күштері әсер етеді, оларды Ϭк/г, Ϭк/с және Ϭс/г деп белгілейік. О нүктесі үшін фазаның түйісу нүктесі деп аталады. Сонда шеткі жұғу бұрышы немесе қысқаша жұғу бұрышы деп – үш фазаның түйісу нүктесі арқылы сұйық тамшысының бетіне
жүргізілген жанаманың қатты дененің бетімен жасайтын, сұйыққа қарай өлшенген бұрышын айтады .Жартылай жұғу жағдайын қарастыратын болсақ, тепетеңдік күй орнаған кезде фазааралық бөлу беттеріне әсер ететін беттік керілу күштерінің қосындысы нөлге тең болу тиіс. Олай болса Ϭс/г беттік керілу күші денемен Ө бұрыш жасағанда , оның жазықтыққапроекциясы Ϭс/г соs Ө мәніне тең болатындығын еске алсақ, тепе-теңдік күйде мына теңдеу орындалатындығын аңғару қиын емес(3-теңдеу):
Ϭк/г= Ϭк/с+ Ϭс/г соs Ө (3)
Бұдан жұғу бұрышын табатын болсақ(4-теңдеу):
соs Ө= (Ϭк/г- Ϭк/с)/ Ϭс/г (4)
Бұл теңдеу (4) –Юнг теңдеуі деп аталады. соs Ө= В сұйықтың жұғу қабілетін сипаттайды. Сондықтан оны жұғу деп атайды.
2.5. П.Лаплас
( 23.03.1749 – 05.03.1827)
Пьер-Симон, маркиз де Лаплас (фр. Pierre-Simon de Laplace; 23 наурыз 1749 — 5 наурыз 1827) — XVIII-XIX -дың француз математигі, механигі, физигі және астрономы; аспан механикасы аясындағы жұмыстарымен аты шыққан; дифференциалды теңдеулер, ықтималдық теориясының ашушыларының бірі.
5-суретте француздың жан-жақты ойшылы Пьер Симон маркиз де Лаплас көрсетілген.
1816 жылы алғаш рет П.Лаплас капилярлық қысым үшін сандық қатынастарды есептеді. Ол аспан механикасы әдістерін дамытты, Ньютонның бүкіләлемдік тартылыс заңы негізінде Күн жүйесіндегі аспан денелерінің қозғалысының өзіне дейінгі ғалымдар түсіндіре алмаған мәселелерін аяқтаған, ол егер планеталардың біріне-бірінің әсер ететін ұйытқытулары математикалық қатарлар ретінде қарастырылатын болса, бүкіләлемдік тартылыс заңы планеталардың қозғалысын толық тай түсіндіре алатынын дәлелдеген.Ол әлгі ұйытқулардың ауық-ауық түрде қайталанатынын анықтаған.Ол 1780 жылы аспан денелерінің орбиталарын есептеудің жаңа тәсілін ұсынған.Пьер Лаплас Сатурн сақинасының тұтас бола алмайтындығы туралы тұжырым жасаған, себебі бұл жағдайда әлгі сақина орнықсыз болатынын, Сатурн полюстері аймағының әжептәуір сығылатынын болжап айтқан.Пьер Лапластың еңбектерінің ең басты нәтижесінің бірі Ай қозғалысының орташа жылдамдығының Жер орбитасының эксцентриситетіне тәуелді болатынын, бұл шаманың планеталардың өзара тартылысы әсерінен өзгеретіндігін ашуы болады.Бұл ұйытқудың ғасырлық қозғалыс еместігін, ұзақ мерзім бойынша ауық-ауық қайталатындығын, олардың салдарынан Ай қозғалысының баяулайтынын дәлелдеген.Ай қозғалысының біркелкі еместігінен туындайтын Жер полюстерінің сығылыңқылық шамасын анықтаған.Теңіз суының тасқындау динамикасының теориясын жасаған.Оның аспап механикасы саласындағы ғылыми еңбектері «Аспан механикасы туралы трактатында» қорытындыланған.
Капиллярлық қысым— судың капиллярлық көтерілу биіктігіне сөйкес келетін қысым. Мұндай қысым жайында заңдылықты теория жүзінде алғаш дәлелдеген белгілі француз ғалымы П. Лаплас (1806 жылы).
Сұйықтың табиғатына, құрамына байланысты сұйық беті дөңес немесе ойыс болуы мүмкін. Осы ойыс немесе дөңес бетте беттік керілу күші нәтижесінде қосымша қысым пайда болады.
Дөңес бет астында пайда болған қосымша қысым төмен бағытталса, ойыс бет астындағы қысым жоғары қарай бағытталады . 1806 жылы Лаплас осы қосымша қысымды анықтайтын формуланы тұжырымдады (5-теңдеу).
(5)
мұндағы P – қосымша қысым, – беттік керілу коэффициенті,
R1,R2-қисықтық радиустары.
Егер бет сфералық бет болса, онда R1= R2 =R болады да
Лаплас формуласы былайша өрнектеледі (6-теңдеу):
(6)
Дөңес бет үшін плюс таңбасы, ойыс бет үшін минус таңбасы қойылады.
Қосымша қысымды кейде Лаплас қысымы немесе капиллярлық қысым деп атайды.
2.6. И.С.Громека
(27.01.1851-13.10.1889)
(27 қаңтар (8 ақпан) 1851(18510208), Бердишулы — 13 қазан (26 қазан) 1889, Кутаиси) — Ресейлік ғалым-механик,Қазан Универститетінің профессоры,Капиллярлық құбылыстарға анықтама берген
6-суреттегі капиллярлық құбылыстың дамуына үлес қосқан ғалымдардың бірі-Ипполит Степанович Громека
Өз заманындағы атақты публицист,әрі шенеуліу С.С.Громекидың ұлы.Седлецкдағы гимназияны алтын белгіге бітіріп,1869 жылы Мәскеу Универститетінің математика бағытына оқуға түскен.
И.С.Громека (1851-1889) винттік ағынның және капиллярлық құбылыстардың теориясын жасады. Винттік ағындарды зерттеуде ғалым қисық сызықты ортогональді координаталар жүйесін пайдала- нып есептер шығарудың неше түрлі тәсілдерін көрсетті. Сұйықтың винттік және бұралып ағатын саласында Г.Ламб (1849-1934), Н.Е.Жуковский, А.А.Саткевич, Е.Бельтрами (1835-1900), А.Я.Милович, В.Тркал, Л.Лекорню, Н.Е.Кочин (11901-1944), Б.А.Пышкин, С.С.Бюшгенс, В.А.Стеклов (1863-1926), О.Ф.Васильев, М.А.Гольдштик, Н.И.Алексеев, А.И.Арықова, А.Гупта, Д.Лилли, Н.Сайред, Ә.Ә.Әбдіраманов, А.А.Халатов, Б.А.Животовский, А.Л.Зуйков т.б. жемісті еңбек етті. Соңғы кезде бұл саладағы жетістіктер гидравликалық оқулықтарға кеңінен енуде.
Қорытынды
Осы құбылысты зерделеп оқу барысында әр ғалымның жеке ойларымен,жаңалықтарымен таныса отырып капиллярлық құбылыстың оң нәтижелі ұатарының басым екенін байқадым.
Топырақтағы қоректік заттардың, ылғалдың өсімдік сабақтарына, бұтақтар мен жапырақтарға берілуі капиллярлық құбылыс арқылы жүзеге асырылады. Жағармай және майланатын заттар фитилдің капиллярлары арқылы көтеріледі. Адам ағзасының қанайналым жүйесінде кейбір кезде «эмболия» құбылысы байқалады. Осы тақырыпты оқып үйрену арқылы медицинада, биологияда және фармацияда капиллярлық құбылыстардың табиғаты туралы толық ақпарат алынды. Жасалған тәжірибелер мен қорытындылар,әр ғалымның саралап келгендегі ойы дәлелденген және нақты түрдегі дұрыс қағидалар болып табылады. Капиллярлық құбылыстар молекулааралық күш пен сыртқы күш (негізінен, ауырлық күші) әсерінен болатын сұйықтық бетінің тепе-теңдігі мен қозғалысының кейбір түрлерін де қамтиды.Яғни, бұл құбылыстың түп тамыры тереңде,зерттелу ауқымы жоғары.
Бұл құбылысты ең алғаш зерттеген Дж.Жюрен . Оның тұжырымдаған өрнегі бойынша сұйықтың капилляр түтік бойымен көтерілу биіктігін анықтайды.
Фазааралық беттердің қисаюы жүйенің термодинамикалық қасиеттеріне енгізеді және капиллярылқ құбылыстарға әкеледі. Олар сулану,дисперстеу жағдайларында туындайды,тепе-тең күйде контактіге түсетін фазалардың қысымы бірдей болмағанда көрінеді.