Menisk (vätska)
Menisken (plural: menisci , från grekiskan för "halvmåne") är kurvan i den övre ytan av en vätska nära ytan av behållaren eller ett annat föremål, producerad av ytspänning .
En konkav menisk uppstår när attraktionen mellan vätskans partiklar och behållaren ( vidhäftning ) är mer än hälften av vätskepartiklarnas attraktion till varandra ( kohesion ), vilket gör att vätskan klättrar upp på behållarens väggar (se ytspänning#Orsaker ). Detta sker mellan vatten och glas. Vattenbaserade vätskor som sav, honung och mjölk har också en konkav menisk i glas eller andra vätbara behållare.
Omvänt uppstår en konvex menisk när adhesionsenergin är mindre än hälften av kohesionsenergin. Konvexa menisker förekommer till exempel mellan kvicksilver och glas i barometrar och termometrar.
I allmänhet kan formen på en vätskas yta vara komplex. För ett tillräckligt smalt rör med cirkulärt tvärsnitt kommer formen på menisken att närma sig en sfär av en sfärisk yta, medan för en stor behållare kommer det mesta av vätskans övre yta att vara nästan platt, bara krökande (om konkav ) eller ner (om konvex) nära kanterna.
Kontaktvinkel och ytspänning
Bildandet av menisker används ofta inom ytvetenskap för att mäta kontaktvinklar och ytspänning . Vid en kontaktvinkelmätning mäts meniskernas form med en våg eller optiskt med en digitalkamera. Vid en ytspänningsmätning har mätsonden en kontaktvinkel på noll och ytspänningen kan erhållas genom att mäta meniskernas massa. Detta görs vanligtvis med en Wilhelmy-platta .
Mätning av volymer
Vid avläsning av en djupskala på sidan av ett instrument fyllt med vätska, såsom en vattennivåanordning , måste menisken beaktas för att få en exakt mätning. Djupet måste mätas med menisken i ögonhöjd (för att eliminera parallaxfel ) och i mitten av menisken, dvs toppen av en konvex menisk eller botten av en konkav menisk.
Tillverkare av glasvaror och andra verktyg kalibrerar sina mätmärken för att ta hänsyn till menisken. Det betyder att vilket instrument som helst är kalibrerat för en specifik vätska, vanligtvis vatten.
Kapillärverkan
Menisker är en manifestation av kapillärverkan , genom vilken antingen ytvidhäftning drar upp en vätska för att bilda en konkav menisk, eller inre kohesion drar vätskan ner för att bilda en konvex menisk. Detta fenomen är viktigt i transpirationsdrag i växter. När ett rör med ett smalt hål, ofta kallat kapillärrör, doppas i en vätska och vätskan väter röret (med noll kontaktvinkel), bildar vätskeytan inuti röret en konkav menisk, som är en praktiskt taget sfärisk yta med samma radie, r , som insidan av röret. Röret utsätts för en nedåtriktad kraft av storleken 2πrσ, där σ är vätskans ytspänning.