బెర్నౌలి నియమం

బెర్నౌలి నియమం

- ఏదైనా ఒక వస్తువు ఉపరితలంపై గాలి క్షితిజ సమాంతరంగా వీచినప్పుడు వస్తువు కింది పీడనం ఎక్కువగాను, పై పీడనం తక్కువగాను ఉంటుంది.

అనువర్తనాలు

- తుఫాను గాలికి ఇంటిపై కప్పులు ఎగిరిపోవడం
- ఫ్యాను గాలికి గోడకు వేలాడదీసిన క్యాలెండర్, టేబుల్‌పై కాగితాలు పైగి ఎగరడం
- రన్‌వే పై పరుగెత్తిన విమానం పైకి ఎగరడం
- హెలికాప్టర్ పైన ఉండే ఫ్యాన్ వేగంగా తిరిగి పీడనాన్ని తగ్గించడం వల్ల హెలికాప్టర్ పైకి ఎగరడం
- సెంటుస్ప్రే, పిచికారి యంత్రాలు, స్టవ్‌బర్నర్, వాహనాల్లో ఇంధనాన్ని మండించే కార్బ్యురేటర్ పనిచేయడం
- బంతిని రుద్ది క్రికెటర్ విసిరిన తర్వాత దాని దిశను మార్చడం
- వేగంగా వెళ్లే రైలుకు సమీపంలోని వ్యక్తిని రైలు ఆకర్షించడం
- వేగంగా కదిలే పడవలు, విమానాలు పరస్పరం సమీపంగా వచ్చినప్పుడు ఒక దానితో మరొకటి ఢీకొనడం
- గాలి పటాలు, ప్యారాచూట్లు బెర్నౌలి సూత్రం ఆధారంగా పైకి ఎగురుతాయి

బెర్నౌలి సిద్ధాంతం ఆధారంగా పనిచేసే పరికరాలు

- వెంచురీమీటర్: ద్రవాల ప్రవాహం రేటును కనుగొనడానికి ఉపయోగిస్తారు.
- ఆటోమైజర్ లేదా స్ప్రేయర్: ద్రవాలను చిమ్మడానికి ఉపయోగిస్తారు.
- వడపోత పంపు (ఫిల్టర్): ద్రవాలను త్వరగా వడపోస్తుంది.
- ద్రవపదార్థాల్లో అణువుల మధ్యగల బంధ దూరం ఎక్కువగా ఉండటంవల్ల వాటికి నిర్దిష్టమైన ఆకారం, రూపం, ఘనపరిమాణం అనేవి ఉండవు. కానీ, ఏ పాత్రలో నింపితే ఆ పాత్ర ఆకారం, రూపం, ఘనపరిమాణం ద్రవం పొందుతుంది.

తలతన్యత (Surface Tension)

- ద్రవంలోని ప్రతి ద్రవ అణువు తన చుట్టూ ఉన్న ఇతర ద్రవ అణువులను 10-8m పరిధిలో సంసంజన బలాల వల్ల తనవైపు ఆకర్షిస్తుంది. ప్రతి ద్రవం కూడా చిన్నచిన్న ద్రవ బిందువుల రూపంలో ఉండటానికి ప్రయత్నించే ఈ ధర్మాన్ని తలతన్యత అంటారు.
- ఈ ధర్మంవల్ల ప్రతి ద్రవం ఒక ఉపరితలాన్ని కలిగి ఉండి సాగదీసిన పొరవలె ప్రవర్తిస్తుంది.
తలతన్యత = బలం/ పొడవు
- ప్రమాణాలు CGS ప్రమాణం = డైన్/సెం.మీ.
MKS ప్రమాణం = న్యూటన్/మీ.

అనువర్తనాలు

- వర్షపు చినుకులు, సబ్బు బుడగ, పాదరస బిందువులు గోళాకారంలో ఉండటం
- వెంట్రుకలకు నూనెను అద్దినప్పుడు అవి పరస్పరం దగ్గరగా రావడం
- నిలకడగా ఉన్న నీటి ఉపరితలం సాగదీసిన పొరవలె ప్రవర్తించడం దీంతో దోమలు, ఇతర క్రిమికీటకాలు స్వేచ్ఛగా చలిస్తాయి
- గ్రీజు పూసిన సన్నని సూదిని వడపోత కాగితంపై ఉంచి నీటి ఉపరితలంపై పెడితే కాగితం మునిగిపోతుంది. కానీ, సూది నీటిపై తేలుతూ ఉంటుంది.
- నీటి తలంపై ఒకదానినొకటి దగ్గరగా ఉన్న రెండు అగ్గిపుల్లల మధ్య ఒక వేడి సూదిని ఉంచితే, తలతన్యత తగ్గి అగ్గిపుల్లలు ఒకదాని నుంచి మరొకటి దూరంగా కదులుతాయి.
- అనేక చిన్న ద్రవ బిందువులు కలిసి ఒక పెద్ద ద్రవ బిందువుగా ఏర్పడినప్పుడు ఆ ద్రవ బిందువు ఉష్ణోగ్రత పెరుగుతుంది.
- కాగితపు పడవకు కర్పూరపు బిళ్లను కట్టి నీటి ఉపరితలం మీద ఉంచి కర్పూరం కరిగించినప్పుడు, నీటి తలతన్యత తగ్గడం వల్ల ఆ కాగితపు పడవ క్రమరహితంగా తిరుగుతుంది.
- గాజు ఫలకల మధ్యలో కొన్ని నీటి బిందువులను వేసి విడదీయాలంటే ఎక్కువ బలాన్ని ప్రయోగించాలి. కారణం తలతన్యత.
- పెయింటింగ్ బ్రష్‌ను ఒక పెయింట్‌లో ముంచి బయటకు తీసినప్పుడు దాని కేశాలన్నీ పరస్పరం దగ్గరకు రావడం
- సముద్రంలో బీకర అలలు వచ్చినప్పుడు నూనెను పోస్తే అలలు తగ్గుతాయి. కారణం నూనె తలతన్యత తక్కువ
- చల్లని నీటి కంటే నూనె తలతన్యత తక్కువ కాబట్టి నీటిపై నూనె విస్తరిస్తుంది. కానీ, వేడి నీటి కంటే నూనె తలతన్యత ఎక్కువ కాబట్టి అది వేడినీటిపై బిందువులాగ ఉంటుంది.
- రంగులు, లూబ్రికెంట్స్ సులభంగా విస్తరించడానికి వాటి తలతన్యతను తగ్గిస్తారు.

కేశనాళికీయత (Capillarity)

- ఏదైనా ఒక గాజు కడ్డీకి వెంట్రుక మందం గల రంధ్రాన్ని చేస్తే దాన్ని కేశనాళికా గొట్టం అంటారు. ఈ కేశనాళికా గొట్టాన్ని ఏదైనా ఒక ద్రవ పదార్థంలో ముంచినప్పుడు దానిలో ద్రవం తన అసలు మట్టానికంటే ఎక్కువగానో లేదా తక్కువగానో ఉంటుంది. ఈ ధర్మాన్ని కేశనాళికీయత అంటారు.
- కేశనాళికా గొట్టంలో అన్ని ద్రవాలు అసలు మట్టానికంటే ఎక్కువ మట్టానికి చేరుకోగా పాదరసం మాత్రం అసలు మట్టానికంటే తక్కువ మట్టంలో ఉంటుంది. ఎందుకంటే పాదరసం అణువుల మధ్య ఆకర్షణ బలాలు గరిష్ఠం.
- కేశనాళికా గొట్టంలో నీటి ఆకారం పుటాకారంగా ఉండగా పాదరసం కుంభాకారంగా ఉంటుంది.
కేశనాళికీయత - కారణాలు
1. కేశనాళికా గొట్టం అణువులకు(గాజు), ద్రవ అణువులకు (నీరు) మధ్యగల ఆకర్షణ బలాలను అసంజన బలాలు అని అంటారు.
2. కేవలం ద్రవ అణువుల మధ్యగల ఆకర్షణ బలాలను ఆ ద్రవం సంసంజన బలాలు అని అంటారు.
- ఈ విధంగా సంసంజన, అసంజన బలాల పరిమాణాన్ని బట్టి కేశనాళికీయతలో ద్రవం ఆరోహణ, అవరోహణలను వివరించవచ్చు.

సందర్భం-1

- ఒకవేళ అసంజన బలాలు అనేవి, ద్రవం సంసంజన బలాల కంటే ఎక్కువగా ఉన్నట్లయితే అలాంటి ద్రవపదార్థాలు కేశనాళికా గొట్టంలో అసలు మట్టానికంటే ఎక్కువకు ఎగబాకుతాయి.
ఉదా: నీరు, కిరోసిన్, ఆల్కహాల్ మొదలైనవి
- ఈ సందర్భంలో ద్రవాల చంద్రరేఖ పుటాకారంలో ఉంటుంది. ఈ ద్రవాల స్పర్శాకోణం 900 కంటే తక్కువగా ఉంటుంది.

సందర్భం- 2

- ఒకవేళ అసంజన బలాలు ద్రవ అణువుల మధ్య సంసంజన బలాలకంటే తక్కువగా ఉన్నట్లయితే అలాంటి ద్రవపదార్థాలు కేశనాళికా గొట్టంలో అసలు మట్టానికంటే తక్కువకు
ఉదా: పాదరసం. ఇలాంటి ద్రవ పదార్థాల చంద్రరేఖ కుంభాకారంలో ఉండటమే కాకుండా వాటి స్పర్శాకోణం 900 కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

సందర్భం -3

- ఒకవేళ అసంజన, సంసంజన బలాలు అనేవి పరస్పరం సమానంగా ఉంటే అలాంటి ద్రవపదార్థాలు కేశనాళికా గొట్టం లోపల, బయట ఒకే ఎత్తును కలిగి ఉంటాయి.
ఉదా: వెండితో తయారు చేసిన కేశనాళికా గొట్టంలో సమానం. ఈ సందర్భంలో స్పర్శాకోణం 900కు సమానంగా ఉంటుంది.
- వీటి చంద్రరేఖ ఒక క్షితిజసమాంతర సరళరేఖ లాగా ఉంటుంది.

కేశనాళికీయత అనువర్తనాలు

- భూమిలో ఉన్న నీరు తనంతట తానుగా చెట్టు సూక్ష్మ వేళ్ల గుండా ప్రయాణించడం ద్వారా కొమ్మలకు చేరుతుంది.
- స్టౌవ్‌లోని వత్తులు కేశనాళికీయత సూత్రం ఆధారంగా పనిచేస్తాయి.
- ఒయాసిస్సులు ఏర్పడటం, కొవ్వొత్తి మండటంలో కేశనాళికీయత సూత్రమే ప్రధాన కారణం.
- దూది వత్తుల మధ్య సూక్ష్మ రధ్రాలుండటంవల్ల నూనె ప్రమిదలో పోస్తే తనంతట తాను పైకివెళ్లి మండుతుంది.
- వేసవిలో కాటన్ గుడ్డలు ఉపయోగించడంవల్ల మన శరీరం నుంచి వెలువడే చెమట త్వరగా గ్రహించబడుతుంది. దీనికి కారణం కేశనాళికీయత
- అద్దుడు కాగితం, స్పాంజి ఈ సూత్రం ఆధారంగానే పనిచేస్తాయి.
- పెన్ను, పాళీలో ఇంకు ప్రవహించడం కేశనాళికీయతే
- శూన్యగురుత్వం ఉండే ప్రాంతంలోని ఒక ద్రవంలో కేశనాళికను ముంచినప్పుడు దానిలో నీటిమట్టం పూర్తి ఎత్తుకు చేరుకుంటుంది.
- కనురెప్పల్లోని లోపలి మూలల్లో ఉన్న తక్కువ వ్యాసార్థం గల గొట్టాల నుంచి కన్నీళ్లు కేశనాళికీయత ధర్మం ఆధారంగా నిరంతరం బయటకు వస్తుంటాయి.
- మన శరీరంలోని రక్త ప్రసరణ వ్యవస్థలో ఈ ధర్మం ఇమిడి ఉంటుంది.

స్పర్శాకోణం

- ఒక ద్రవం, ఒక ఘన పదార్థం ఒక దానికొకటి తాకుతున్నప్పుడు ద్రవం లోపల ద్రవ తలానికి గీసిన స్పర్శారేఖ, ఘన పదార్థతలానికి మధ్య ఉండే కోణాన్ని స్పర్శా కోణం అంటారు.
- స్పర్శాకోణం అనేది ఆయా ద్రవపదార్థాలు, ఘనపదార్థాల స్వభావంపై ఆధారపడి ఉంటుంది.
- పాదరసంలో సంసంజన బలాలు గరిష్ఠంగా ఉండటం వల్ల దాని స్పర్శాకోణం ఎక్కువ. తలతన్యత మారడానికి గల కారణాలు - స్వచ్ఛమైన ద్రవ పదార్థాల్లో మాలిన్య కణాలను కలిపినప్పుడు వాటిలో సంసంజన బలాలు తగ్గడం వల్ల తలతన్యత కూడా తగ్గుతుంది.
ఉదా: నీటిలో డిటర్జెంట్ పౌడర్‌ను కలిపినప్పుడు దాని తలతన్యత అనేది తగ్గుతుంది. కారణం డిటర్జెంట్స్ తలతన్యతతోపాటు స్పర్శాకోణాన్ని తగ్గిస్తుంది.
- నిలకడగా ఉన్న నీటిపైన కిరోసిన్ వెదజల్లినప్పుడు ఆ నీటి తలతన్యత తగ్గుతుంది. కాబట్టి ఆ నీటి ఉపరితలం సాగదీసిన పొర స్వభావాన్ని కోల్పోవడంవల్ల దానిపై ఉన్న దోమలు, ఇతర క్రిమికీటకాలు నీటిలో మునిగి నశిస్తాయి.
- ఉష్ణోగ్రతను పెంచిన ద్రవ పదార్థాల తలతన్యత తగ్గుతుంది. కానీ, ద్రవ రూపంలో ఉన్న ప్లాటినం, రాగి తలతన్యత ఉష్ణోగ్రత పెరిగితే పెరుగుతుంది.
- సందిగ్ధ ఉష్ణోగ్రత వద్ద ప్రతి ద్రవపదార్థ తలతన్యత శూన్యం
- స్వచ్ఛమైన ద్రవ పదార్థంలో ఇతర మలిన కణాలను కలిపితే తలతన్యత తగ్గుతుంది. నీటికి, సబ్బు కలిపితే నీటి తలతన్యత తగ్గుతుంది. తక్కువ తలతన్యతగల సబ్బునీరు బట్టల అంతర్భాగంలోనికి చొచ్చుకుపోయి, మురికిని విడదీస్తాయి. నీటిని మాత్రమే వాడినట్లయితే హెచ్చు తలతన్యత గల నీరు బట్టలలోని మురికిని వీడదీయదు. ఉష్ణోగ్రత పెరిగిన నీటి తలతన్యత తగ్గుతుంది. కాబట్టి వేడి నీటితో ఉతికిన బట్టలు త్వరగా మురికిని కోల్పోతాయి.
- ద్రవ అణువులకు సంబంధించిన తలతన్యతకు కారణం అణువుల మధ్య పనిచేసే విద్యుత్ అయస్కాంత బలాలు.
- ద్రవాలపై పనిచేసే బలాలను రెండు రకాలుగా విభజించవచ్చు. అవి..

1. సంసంజన బలాలు (Cohesive Forces)

- ఒకే రకమైన అణువుల మధ్యగల ఆకర్షణ బలాలను సంసంజన బలాలు అంటారు.
- గరిష్ఠ సంసంజన బలాలుగల ద్రవ పదార్థం
- పాదరసం
- నీరు, ఆల్కహాల్, కిరోసిన్ మొదలైన వాటిలో ఈ బలాలు బలహీనంగా ఉంటాయి.
- సంసంజన బలాలు 109 మీ. దూరం తర్వాత పనిచేయవు.

2. అసంజన బలాలు (Adhesive Forces)

- వేర్వేరు అణువుల మధ్యగల ఆకర్షణ బలాలను అసంజన బలాలు అంటారు.
- ద్రవాలు కింది ధర్మాలను కలిగి ఉంటాయి. ఈ ధర్మాలను సంసంజన, అసంజన బలాల ఆధారంగా వివరించవచ్చు.