מכירים את זה שאתם שותים קולה עם קשית, המים נכנסים לקשית עד גובה מסוים ואז אתם מניחים
אצבע על החלק העליון של הקשית כך שלא ייצא אוויר. אתם מוציאים את הקשית מהכוס שבה היא נמצאת מבלי לעזוב את האצבע ואתם רואים את הקולה "עומדת באוויר".

איך זה קורה?

ומכיוון שמצד אחד הקולה חוסמת את האוויר ומהצד השני האצבע שלך, האוויר לא יכול להכנס והקולה לא יכולה לצאת.

מנהל פורום חומרה

The only certainty in life is that there are no certainties.

כמובן בחלק שבו אין קולה..

אתה שואל למה הקולה לא יוצאת, לא למה האוויר לא יוצא... האוויר לא יכול "לצאת", הוא אמור להכנס במקום הקולה, אם כבר... זה שהאוויר שם לא ממש משנה...

מנהל פורום חומרה

The only certainty in life is that there are no certainties.

חחח

על מנת שלא תתבלבל...

אתה שואל מדוע הקולה לא נשפכת חזרה לכוס כשהאצבע למעלה.
ראית פעם איך מעבירים דלק מאוטו אחד לשני עם צינור ? זה אותו עקרון...

כשאתה שם אצבע למעלה לא יכול להכנס מלמעלה אוויר לקש, האגודל חוסמת אותו.
מאחר ולא נכנס אוויר לקש הקולה לא רוצה לצאת מלמטה.
כשאתה מרים את האצבע יכול להכנס אויר ולכן הקולה למטה נשפכת.

ברור שיש אוויר בקש ולא כולו קולה, זה לא משנה. כדי שהקולה תצא למטה צריך להכנס אוויר לקש במקומה כדי למלא את הנפח שהיא תפסה בקש. זה עיקרון הוואקום (ריק).
כשאתה משחרר את האגודל נכנס אויר חדש במקום הקולה והיא נשפכת בקלילות. כאשר אין מקום לכניסת אויר חדש (מאחר ויש בצד אחד אגודל ובצד שני קולה) הקולה אמנם נמשכת למטה בגלל כח המשיכה אבל האויר שכלוא בפנים בתוך הקש צריך להתמתח ולתפוס עכשיו את המקום בכל הקש. מאחר והאויר לא יכול לעשות את זה הוא מחזיק את הקולה בפנים בתוך הקש.

* אם תטה טיפה את הקש תראה שהקולה מתחילה לצאת למרות שהאגודל מלמעלה. זה בכלל שההטייה מאפשרת לאוייר להכנס מלמטה (איפה שהקולה) ואז שוב הקולה יכולה לצאת ואויר להכנס במקומה.

תלמד לשרשר.
לוחצים "תגובה" בהודעה שאליה רוצים להגיב, לא סתם על ההודעה הראשונה או האחרונה בעמוד.

מנהל פורום חומרה

The only certainty in life is that there are no certainties.

קח את זה בקלות

עדיין לא הבנתי, בחלק שבין האצבע לקולה שבקש, עדיין יש אוויר ולא ריק!
אז למה הוא לא דוחף את הקולה החוצה?

יודע מה, אנסה להסביר באופן יותר טוב.

כאשר הקולה נמצאת בצד אחד, האוויר שבתוך הקש לא יכול לזוז, כי הוא חסום בין היד לקולה. נניח לרגע שהקולה מנסה לרדת טיפה בגלל כוח המשיכה. הלחץ של האוויר בקש יורד כי אותה כמות אוויר מחוייבת כעת לתפוס נפח גדול יותר. אם כן, מיד אוויר שבחוץ מנסה להכנס פנימה (יש לי הרגשה שאני מדבר שטויות, אולי מישהו מהפיזיקאים פה יסביר גם לי?...) אבל מצד אחד האצבע חוסמת אותו ומהצד השני הקולה נמצאת, אז האוויר שבחוץ לוחץ על הקולה ושומר עליו בפנים, ולכן הוא לא יכול ליפול.

שוב, מישהו מהפיזיקאים יכול לתת הסבר קצת יותר ממצה?

מנהל פורום חומרה

The only certainty in life is that there are no certainties.

מילת המפתח היא לחץ
בכדי שהקולה תשפך צריך להיווצר חלל גדול יותר בין האצבע לקולה
כלומר אותה כמות של אוויר צריכה להיות עכשיו בנפח יותר גדול
כלומר לחץ האוויר צריך לרדת
לכן צריך להפעיל כח (הכח שמפעיל האוויר שבפנים)

במקרה עם הקשית, כח הכבידה הפועל על הקולה חלש מהכח של לחץ האוויר ולכן הקולה "עומדת באוויר"

נמנה את הכוחות הפועלים על הנוזל שבקש:

1. גרביטציה שמושכת את הנוזל כלפי מטה
2. לחץ אוויר חיצוני שפועל מלמטה כלפי מעלה
3. לחץ האוויר שבתוך הקש שדוחף את הנוזל כלפי מטה
4. כוחות קפילריים (מתח פנים) שדוחפים את הנוזל כלפי מעלה

נתעלם לרגע מהגרביטציה. לחץ האוויר שבתוך הקש שווה ללחץ האוויר שבחוץ מכיוון שלא דחסנו אוויר והטמפרטורה זהה מחוץ לקש ובתוכו. האוויר לפיכך לא פועל על הנוזל לשום כוון. כוחות קפילריים* הם כוחות משיכה בין מולקולות הנוזל ומולקולות המוצק - הקש במקרה שלנו. הכוחות הללו מושכים את הנוזל מעלה (תופעה של מתח פנים שנדמה לי שנדונה בפורום בעבר). עצמת הכח תלויה בהרכב הנוזל והרכב הקש וברדיוס הקש. סביר להניח שבגלל הרדיוס הגדול של הקש הכוחות הללו זניחים במקרה שלנו (אפשר לבדוק את זה על ידי הסתכלות במניסקוס - שטח המגע בין האוויר לנוזל בתוך הקש - עד כמה הוא קעור או שטוח).

נכניס את הגרביטציה לעסק. הנוזל נמשך כלפי מטה ומפנה מקום בתוך הקש. האצבע שלך אוטמת את הפתח כך שאוויר נוסף לא יכול להכנס לקש ולכן אותה כמות אוויר תופסת נפח גדול יותר - הנפח המקורי + מה שפינה הנוזל שנמשך כלפי מטה. כלומר, לחץ האוויר בתוך הקש ירד. כעת לחץ האוויר החיצוני גדול מהפנימי ולכן בסך הכל הנוזל נדחף כלפי מעלה על ידי האוויר. בנתונים נכונים יווצר שיווי משקל - הכח כלפי מעלה ישתווה לכח המושך כלפי מטה:

כח הנובע מהפרש הלחצים + כח קפילרי = כח גרביטציוני

מקווה שזה יותר ברור עכשיו.

*דוגמא לשימוש בכח קפילרי: כשלוקחים דגימות דם קטנות מאד מספיק לדקור אצבע עם סיכה ולהצמיד צינורית או שתי לוחיות זכוכית למקום הדקירה והדם יישאב פנימה לצינורית בכח האינטראקציה הקפילרית.

ובקיצור

חוק הנימיות

אבל כפי שפרטתי קודם, הנימיות היא רק חלק קטן מהעניין.

הנימיות היא העיקר.

ביחס שונה של קוטר הקש לצמיגיות הנוזל (בכדור הארץ...) לא היה עוזר כלום והנוזל היה נופל
זה מה שגורם למים ולזבל לעלות במעלה הצמח עד לקצה העלים ולמקומות הכי גבוהים שלו.
אחד החוקים החשובים ביותר בטבע ולדעתי מהווה את לב התשובה.
183

אני לא בטוח שעקרון הנימיות (קפילריות) משמעותי מספיק בקשית שתיה בכוס קולה

שים לב שהמקרה המתואר בראשית האשכול מדבר על צינורית מלאה בנוזל שהגיע לשם על ידי טבילת הצינורית בכוס או על ידי שאיבת הנוזל לתוכה.

השאלה היתה מדוע הנוזל לא יורד כאשר סוגרים את הקצה העליון של הצינורית.
אם נימיות היתה משמעותית כאן. גם לאחר פתיחת הצינורית היה נשאר בה נוזל.

לצורך העניין, את גובה הנוזל (h) ניתן לחשב לפי נוסחת הנימיות הבאה:


כאשר:
T = מתח הפנים (J/m² או N/m)
θ = זוית המגע
ρ = צפיפות הנוזל (kg/m^3)
g = תאוצת הכבידה (m/s²)
r = רדיוס הצינורית (m)

נתונים לדוגמא עבור צינורית זכוכית בכלי מים בגובה פני הים ניתן למצוא בערך Capillary action בויקיפדיה באנגלית (ממנו לקחתי את הנוסחה הנ"ל)

_________________________________________________

אזהרה: משרד הבריאות קובע כי העישון מזיק לבריאות !
תראו, אפילו החייזר נהיה ירוק מזה

מנהל פורום מדע בדיוני ופנטסיה ופורום מדע טכנולוגיה וטבע בפרש

ואתה כמובן צודק ואני טעיתי. לא רק נימיות...

טל"ח
183