จากสมการที่ (19.7) สามารถหาแรงตึงผิว F ได้ดังนี้
โดย 
คือ ความตึงผิวของของเหลวในหลอดแก้ว
และถ้า 
คือ ความหนาแน่นของของเหลว มวลของเหลวในหลอดแก้วสูง h จะเท่ากับ
ดังนั้น จากสมการที่ (19.9) จะได้ว่า
ถ้าแรง A มีขนาดมากกว่าแรง C มากๆ จะได้แรงลัพธ์ R ที่ทำให้มุม 
มีค่าน้อยมาก 
จึงทำให้แรงตึงผิวของของเหลวมีทิศพุ่งขึ้นในแนวดิ่ง เป็นผลทำให้ผิวหน้าของเหลวในหลอดแก้วโค้งเป็นรูปครึ่งทรงกลม และจากสมการที่ (19.10) จะได้ว่า
แต่สำหรับกรณีที่แรง A มีขนาดน้อยกว่าแรง C จะได้แรงลัพธ์ R มีทิศ ดังรูปที่ 19.17(ก) ซึ่งทำให้ผิวของเหลวตรงที่สัมผัสกับผนังหลอดแก้วโค้งลงตั้งฉากกับแรงลัพธ์ R ด้วยแรงตึงผิวของของเหลวนั้น โดยแรงตึงผิวจะมีทิศขนานกับผิวของเหลวส่วนโค้งลง ทำให้มุมสัมผัส 
มีค่าอยู่ระหว่าง 90 องศา ถึง 180 องศา แรงตึงผิว (F) นี้จะพยายามฉุดของเหลวในหลอดแก้วให้มีระดับต่ำกว่าระดับเดิม (ระดับของเหลวในภาชนะ) ดังรูปที่ 19.17(ข) และการที่ผิวของเหลวตรงที่สัมผัสกับผนังหลอดแก้วโค้งลง ถูกเรียกว่า ของเหลวไม่เปียกผนังภาชนะ
รูปที่ 19.17 แสดงทิศทางของแรงตึงผิวของของเหลวในหลอดแคปิลลารี เมื่อมุมสัมผัส 
ซึ่งระดับของเหลวในหลอดแก้วที่อยู่ต่ำกว่าระดับของเหลวในภาชนะ (h) คำนวณได้จากสมการที่ (19.10) โดยค่า h ที่ได้จะมีค่าติดลบ ทั้งนี้เพราะมุม 
มีค่าอยู่ระหว่าง 90 องศา ถึง 180 องศา จึงทำให้ค่า cos มีค่าติดลบ
แหล่งอ้างอิง : หนังสือ Concept in Physics ม.ปลาย โดย ดร. ณสรรค์ ผลโภค เรื่อง "ความตึงผิว" หน้า 485 - 486
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น