Аттракцион воздушная труба: Воздушная труба в Москве. Аттракцион свободного падения в «Аэродинамике»

Содержание

Аттракцион «Свободный полет»

Сегодня возможность испытать незабываемые ощущения свободного полета появилась у каждого. И появилась она именно у нас, в Беларуси. Это самая новая аэротруба, самая захватывающая, самая экстремальная установка, не имеющая аналогов в странах СНГ. И это не пустые слова, которые часто можно услышать в новостях. Это реально работающий аппарат.

Для полета в вертикальной аэродинамической трубе «Свободный полёт» не обязательно быть опытным спортсменом или экстремалом. Наверняка многие слышали о существовании аэродинамической трубы. Идея достаточно давняя. Ее применяют как для продувки форм самолетов и автомобилей, так и для испытаний другого рода. Например, для тренировок парашютистов или просто для развлечения.

Безопасность участников обеспечивается пластиковым «стаканом» и батутной сеткой, которые ограничивают зону полета. Скорость воздушного потока контролирует специально обученный специалист.

При производстве аттракциона воздушной трубы «Свободный полет» применен не авиационный трехлопастной пропеллер, а специально спроектированный для используемого двигателя пропеллер.

За счет этого воздушный поток получился более ровным при ощутимом снижении шумности. Ведь все знают, как гудят самолетные пропеллеры. На аэродроме мало кто находится без специального шлема или наушников. Так же применен не электрический двигатель, а дизельный мотор большой мощности, делающий всю установку мобильной и энергонезависимой. Выхлоп отработавших газов происходит выше зоны полетов. Аэродинамическая труба очень мобильна и легко устанавливается.

— наша аэродинамическая труба не требует фундамента;

— применение дизельного мотора большой мощности делает всю установку мобильной и энергонезависимой;

— мобильное и стационарное исполнение;

— низкий уровень шума;

— простота монтажа и эксплуатации.

Спортивно-развлекательный комплекс «Свободный полет» представляет собой трубу диаметром 3 м, симулирующую свободное падение. Внизу ее расположен специально спроектированный пропеллер, приводимый в движение дизельным двигателем, который развивает достаточно сильный поток воздуха, способный удержать человека. Безопасность участников обеспечивается пластиковым «стаканом» и батутной сеткой, которые ограничивают зону полета. Скорость воздушного потока контролирует специально обученный специалист.

Аэродинамическая труба «Свободный полет» может использоваться как в качестве спортивно-развлекательного аттракциона, так и в качестве тренажера для подготовки парашютистов.

Габаритные размеры, м	8,53,78,0h
Занимаемая площадь, м2	40
Количество посадочных мест, чел	1
Полная масса аттракциона, т.	6,5
Мощность генератора, 24В, кВт.	4,4
Количество обслуживающего персонала, чел.	2
Пропускная способность за 1 час работы, чел.	20
Двигатель	дизельный
Расход дизельного топлива, л/час	60-70
Обороты воздушного винта, об/мин.	1550
Максимальный крутящий момент, Нм	2500
Количество лопастей винта	6
Высота стакана, м.	5,5
Диаметр стакана, м.	3
Уровень шума, dB	110 (громкая музыка)
Температурные условия работы, C	от -5 до + 45

Аэродинамическая труба в городе Ростов на Дону

Внутри прозрачного цилиндра под защитной сеткой внизу расположены вентиляторы. Они создают воздушный поток с имитацией свободного падения, которое человек может испытать при прыжке с парашютом с высоты 3-4 тысяч метров. Отрывает человека от земли воздушный поток, который создают вентиляторы. Максимальная скорость — 250 км/ч.

Интенсивность регулирует оператор в зависимости от веса, роста и подготовленности летающего.

Аэродинамическая труба была изобретена в 19 веке для промышленных и военных испытаний. Спустя 2 века аэротруба — популярный и безопасный аттракцион для развлечения или тренировок профессиональных спортсменов.

Полет в аэротрубе создает условия, близкие к реальному прыжку с парашютом, что часто привлекает профессиональных скайдайверов для отработки элементов прыжка.

Для новичков полет в аэротрубе стоит начинать с пробных сеансов по 2-3 минуты. Именно столько понадобится, чтобы освоиться в трубе, понять, как летать.
Для опытных парашютистов потребуется один сеанс с инструктором в трубе для проверки квалификации. Если она подтверждается, то клиент уходит в свободный полет под присмотром инструктора и оператора снаружи.

Открытая аэротруба в Ростове ждет всех, кто мечтает ощутить чувство свободы, испытать силу ветра и научиться лавировать, словно птица. Выбирайте базовый курс с персональным тренером для полноценного освоения полета продолжительностью 10-15 минут.

К полетам допускаются дети от 5 лет. Максимальный вес летающего — 120 кг.

Полеты в аэротрубе Ай-Флай в Ростове-на-Дону проходят по предварительной записи по телефону.

При неблагоприятных погодных условиях (сильный дождь, град, снег и температура ниже -10 градусов) полеты в открытой аэротрубе отменяются.

Аэротруба – популярный вид спорта и развлечения

Любители экстремальных видов спорта благодаря аэротрубе покорили гравитацию. Больше нет необходимости рисковать жизнью ради полета – достаточно просто приехать в специализированный комплекс.

Конструкция аэротрубы позволяет использовать ее как аттракцион и спортивного тренажер для приверженцев парашютного спорта, воздушной акробатики и других дисциплин.

Аэрдинамическая труба – безопасный свободный полет

Конструкция аттракциона проста. Он состоит из вертикальной прозрачной трубы высотой более 10 метров и диаметром от 2 до 5 метров, вентилятора и двигателя. Надувающая труба имеет винт снизу (для безопасности он закрыт батутной сеткой). Высасывающий тип конструкции предполагает наличие винта сверху (сетка установлена с двух сторон).

Оператор, управляющий аэродинамической трубой, может изменять скорость потока воздуха. Она варьируется от 200 до 250 км/ч.

Нужна ли специальная подготовка перед полетом

Подарочный сертификат в аэротрубу от «Территории полета» станет отличным подарком на любой праздник опытному экстремалу и человеку без подготовки. К полетам допускаются дети от 5 лет (вес более 25 кг).

Подготовка к развлечению не требуется. Нужно приехать за 30 минут до начала, переодеться и отправиться на инструктаж. Опытный тренер расскажет про технику безопасности. Из-за шума воздуха будет невозможно разговаривать, поэтому всем участникам придется запомнить несколько простых жестов для общения с инструкторами в процессе полета.

Все, кто собирается полетать в аэротрубе в Москве впервые, обязательно проходят «предполетную подготовку». Тренер объяснит, как вести себя, какие позы необходимо принимать во время полета, как взлетать вверх и что такое свободное падение.

Какую пользу можно получить, если летать в аэротрубе регулярно

Полет поможет легко и весело сбросить лишний вес. Исследования показали, что получасовое выполнение трюков в данном аттракционе по количеству сожженных калорий равно марафону длиной в 42 км.
Это идеальная возможность улучшить координацию движений. Отсутствие гравитации позволяет ощутить тело по-другому.
Плюс это оригинальный, но действенный способ укрепить иммунитет. Во время развлечения происходит выработка «гормона счастья» и улучшается работа нервной системы.

Способы полетов в аэротрубе

Хед даун – упражнение для желающих полетать вниз головой (в перевернутом положении).
Бэкфлай – участник «летает на спине» (отличный способ для нагрузки на мышцы спины и конечностей).
Ситфлай – человек буквально сидит на воздушном потоке, опираясь на спину, ступни и заднюю поверхность бедер.
Хед Ап – традиционный полет в вертикальном положении головой вверх.
Фрифлай – способ полета, при котором постоянно изменяется положение тела.

Полеты в аэротрубе – это серьезный спорт

Аэротруба предоставляет возможность выполнять трюки, которые привлекают любителей парашютного спорта. Сегодня проводятся чемпионаты по успешно практикующимся акробатике, фрифлаю, фристайлу и другим дисциплинам. Отдельно стоит отметить танцы в аэродинамической трубе. Международные соревнования WindGames привлекают участников и зрителей неповторимой атмосферой и зрелищными выступлениями: участники поднимаются на большую высоту и выполняют сложнейшие трюки.

Как приобрести сертификат на полет в аэротрубе в Москве

Для того, чтобы оставить заявку или уточнить стоимость полета в аэротрубе, прямо сейчас перейдите на страницу сайта, посвященную данному развлечению или позвоните по указанному вверху сайта телефону.

После оплаты вы получите сертификат удобным способом: на электронную почту, через пункты выдачи Boxberry или лично в руки (при оформлении доставки курьером).

Достопримечательности Сингапура — аэродинамическая труба, описание, цены, как добраться, фото, видео

Кто из вас не мечтает о свободном полёте? Хотя бы на пару минут. Но иногда останавливают разные факторы: страх, состояние здоровья или просто отсутствие доступных развлечений. В Сингапуре на острове Сентоза есть аэродинамическая труба, где ограничения намного мягче, чем для прыжка с парашютом или тарзанки. А эмоций от первого полёта ничуть не меньше.

Я давно собиралась посетить аэродинамическую трубу в Куала Лумпуре в парке Genting. Но то аттракцион окажется закрыт, то я забуду паспорт — не складывалось. Представляете, какова была моя радость, когда я узнала, что на Сентозе открылась аэродинамическая труба iFly? Конечно, я немного даже волновалась, не каждый день выдаётся полетать. В целом, бояться совершенно нечего, с вами будет опытный инструктор, который буквально на пальцах будет объяснять, что делать.

Аэродинамическая труба iFly находится около пляжа Силосо (Siloso Beach), на станции монорельса Beach Station, само здание найти очень легко по вывеске. Для полёта в аэродинамической трубе есть некоторые ограничения. Минимальный возраст для аттракциона — 7 лет, максимальный вес — 120 кг для людей ростом менее 180 см и 140 кг для людей ростом более 180 см. Из противопоказаний по здоровью: недавние травмы, заболевания спины, шеи и сердца. Само собой, нельзя находится в алкогольном опьянении и под воздействием наркотиков. Беременным тоже нельзя участвовать в полёте.

Сперва вы заполняете небольшую анкету, не забудьте свой паспорт или другое удостоверение личности с фотографией. В нашем случае вместо паспорта попросили две кредитные карты с одинаковым именем. Вам говорят, в какое время начнётся инструктаж. Он довольно прост и не требует специальных знаний английского языка. Инструктор покажет основные команды, как держать руки, ноги и голову во время полёта. Даже если вы под воздействием эмоций забудете эти правила, инструктор напомнит.

Перед полётом надеваете комбинезон, кроссовки и шлем. Если у вас нет с собой носков, их можно приобрести на месте. Ещё вам выдадут беруши и очки. Все украшения нужно снять на время полёта. Со мной в группе была девушка, отказавшаяся по религиозным причинам снимать многочисленные браслеты. Персонал аттракциона не растерялся и примотал украшения к рукам скотчем.

Если вы пришли с друзьями или родственниками, которые не хотят летать, их проводят на второй этаж, откуда видно весь полёт в прозрачной трубе. В таком случае отдайте им фотоаппараты и видеокамеры, чтобы они смогли запечатлеть вас на плёнку. По желанию сотрудники аттракциона могут сделать фотографии и видеозапись за дополнительную плату.

Аэродинамическая труба представляет собой вертикальный тоннель, снизу которого подаётся воздух. Каждый полёт длится 40 секунд. Минимальный билет включает 2 полёта, их можно разделить на двоих или использовать одному человеку. На мой взгляд, рациональнее брать два полёта на одного человека, так как в первый раз все проходит быстро и очень непонятно. А вот уже во второй полёт эмоции немного затихают, и можно с чувством, с толком, с расстановкой наслаждаться ощущениями. За дополнительную плату можно взять третий и четвёртый полёт, когда инструктор поднимает вас на высоту 10-12 метров.

Из полезных советов я бы хотела сказать немного о волосах. Девушки, сделайте с ними что-нибудь. Уберите в хвост, наденьте шапочку для душа, приколите шпильками — что-нибудь. Мои волосы были довольно короткими для различных манипуляций, отдельные пряди под напором воздуха пролезали в дырочки шлема и запутывались, а после всех полётов я их еле расчесала. Пожалуй, такое единственное неудобство, которое я могу отметить. Ах, да, рот в улыбке до ушей сильно не открывайте, а то слюни сдувает.

Стоимость полётов зависит от времени суток, дня недели и начинается от 89 сингапурских доллара. Бронируйте онлайн со скидкой. Смотрите моё видео про аэродинамическую трубу, читайте про другие интересные места в Сингапуре. Приятного развлечения и весёлого полёта!

Забронируйте онлайн

Официальный сайт: iflysingapore.com
Координаты: 1.252029, 103.817672
Часы работы: в среду с 10:30 до 21:30, остальные дни с 10:00 до 21:30

Полезные ссылки, которые помогут экономить в Сингапуре:

Аэродинамическая труба в Киеве

В середине октября в Киеве открылась первая в Украине аэродинамическая труба со свободным доступом для всех желающих. Благодаря мощному потоку воздуха в трубе создается имитация свободного падения, как при прыжке с парашютом.

Где находится аэродинамическая труба в Киеве

Спорткомплекс «Чайка».

Как добраться до аэродинамической трубы в Киеве

От м. «Нивки» — маршрутное такси № 743Д
От м. «Святошино» — автобус № 37.
Ехать до моста перед отелем «Чайка», а далее следовать по указателям.

Телефон для заказа полета в аэродинамической трубе

067 297 70 70, 095-701-38-51 (Юрий)

Стоимость полета в аэродинамической трубе

2 мин. полета (участников — не более 1) — 200 грн
3 мин. (участников — не более 1) — 250 грн
5 мин. (участников — не более 1) — 350 грн
10 мин. (участвовать могут поочередно 2 чел.) — 550 грн
15 мин. (участвовать могут поочередно 3 чел.) — 675 грн
20 мин. (участвовать могут поочередно 4 чел.) — 800 грн
30 мин. (участвовать могут поочередно 6 чел.) — 1050 грн
Каждую среду — специальные скидки для студентов, школьников и дошкольников.

Аэродинамическая труба в Киеве

Диаметр аэродинамической трубы составляет 3 метра, ширина потока воздуха – 2,5 метра, мощность двигателя – 500 лошадиных сил, винт на 6 лопастей обеспечивает максимальную скорость потока воздуха до 200 км/час. Труба закрыта сетками, так что улететь прямо в небо не получится. Полеты в аэродинамической трубе зависят от погодных условий – труба работает при минимальной температуре от + 3°С — + 5°С.

Аэродинамическая труба будет интересна и взрослым и детям. Аттракцион абсолютно безопасен. Кроме развлечений, труба может использоваться для тренировок парашютистов-новичков, в ней можно научиться перемещаться, разворачиваться, стабильно падать.

Есть у аэродинамической трубы и противопоказания. Так, при весе более 100 кг, травмах позвоночника и суставов, проблемах с давлением и беременности от полетов в трубе лучше воздержаться. Для полета следует иметь удобную обувь и одежду. Желательно снять все украшения, а девушкам заколоть волосы.

Предлагаем вам посмотреть видео полета в аэродинамической трубе в Киеве:

Автор: Юлия Коваленко

Аэродинамическая труба: необычный способ научиться летать

Как бы страшно не было поначалу, стоит освоиться — и тебя захлестывает восторг! Фотография — с официального сайта, потому что наш фотограф смазал последнюю серию снимков 🙂

Посещение тренировок проходит в полной экипировке: парашютный костюм, шлем, защитные очки и беруши. Обычная одежда может быть повреждена, а пуговицы и молнии отлетают «на раз». Во время полета тоже есть ряд простых, но обязательных правил: ложиться на поток нужно грудью, прогнув спину, ноги и руки держать в чуть согнутом положении. Конечно, опытные спортсмены смело выполняют в воздухе трюки и кульбиты, но все, на что способен новичок — судорожно цепляться за инструктора.

От первого лица Даже нетренированный человек очень быстро осваивается в воздушном пространстве. Первые несколько секунд ты задыхаешься, поскольку струя воздуха бьет в лицо с такой силой, что ощущается как лезущая в рот и глаза вязкая и плотная субстанция. Наверное, то же самое почувствовал бы человек, отрастивший жабры и впервые нырнувший на глубину: поначалу ты судорожно пытаешься вдохнуть и лишь потом понимаешь, что не чувствуешь удушья и кислород прекрасно поступает в легкие. Основное правило состоит в том, чтобы прогибать спину и держать руки и ноги в слегка согнутом состоянии, чтобы ровно лежать на воздухе. У тех, кто впервые входит в трубу, может слегка закружиться голова — от черного провала шахты, где на самом дне завывает огромный ротор, человека отделяет лишь металлическая сетка из тонких прутьев. Поэтому самое главное правило — всегда держи голову поднятой и не смотри вниз.

Дети тоже охотно посещают трубу и тренируются наравне со взрослыми.

Подытоживая, можно сказать: да, это крутой опыт. Идеальное решение для тех, кто всю жизнь мечтал прыгнуть с парашютом, но боялся высоты. И не менее идеальное для тех, кто уже прыгал. Всё-таки полёт в трубе отличен своей безопасностью и потенциальной бесконечностью. Потому что земля всегда близко.

EasyFly — аэродинамическая труба в Алматы!

Отзыв о полете на аэродинамическом аттракционе от нашей путешественницы Komodo можно прочесть здесь.

Не секрет, что люди всегда придумывали разные приспособления для полета в небо, одним из таких изобретений является аэродинамическая труба, которая помогает ощутить полет свободы.

Итак, барабанная дробь!!! 09 мая 2014 года в Алматы распахнул свои объятия аэродинамический комплекс EasyFly Almaty! Спешите отложить все земные удовольствия в сторону!

Фотография предоставлена EasyFly

ЧАсто задаваемые ВОпросы:

Вопрос: Что такое аэродинамическая труба?

Ответ: Это техническое устройство с вертикальным потоком воздуха, которое дает возможность поднять человека над землей без использования каких-либо приспособлений. Скорость аэропотока ровная и комфортная – почти как в небе.

Вопрос: Когда появилось такое чудо техники?

Ответ: Аэротрубы стали проектировать в семидесятых годах XIX века. В России прародителя трубы в 1871 году построил преподаватель Артиллерийской Академии В.А. Пашкевич.

Американский парашютист Джек Тиффани впервые поднялся в 1964 году в воздух с помощью аэродинамической трубы.

В 1981 году канадец Джин Гермейн запатентовал свое изобретение и впоследствии аэротруба применялась для тренировки военных и парашютистов.

Огромную популярность аэротруба получила во время выступления акробатов на церемонии закрытия Олимпийских игр 2006 года в Турине.

Аэродинамические тоннели применяются при съемках каскадерских трюков в фильмах. Полюбился он и знаменитому актеру Джеки Чану, который неоднократно летал в аэропотоке.

Вопрос: Сколько человек может одновременно летать в трубе?

Ответ: По одному по очереди.

Вопрос: Зачем приезжать заранее до полета?

Ответ: Опытные инструкторы проводят обучение, необходимое для полета. Подготовка к полету и разминка занимает не более 15-20 минут. Возможность летать доступна каждому.

Фотография предоставлена EasyFly

Вопрос: Какие есть ограничения для полета?

Ответ: В нашей аэротрубе летать могут практически все. Ограничение по возрасту: дети от 6-ти лет и старше, по весу: от 25 кг. до 110 кг. Медицинские противопоказания: свежие травмы опорно-двигательного аппарата (вывихи, растяжения, переломы, сердечно-сосудистые и другие заболевания).

Если вы беременны – от души поздравляем! А с полетом придется немного повременить 🙂

Категорически запрещены полеты для людей, находящихся в состоянии алкогольного или наркотического опьянения!

Фотография предоставлена EasyFly

Вопрос: Это безопасно?

Ответ: Да, полет в трубе абсолютно безопасен. За этим следит опытный инструктор и оператор из контроллерской. Во время полета вас сопровождает инструктор, а безопасность обеспечивает защитная сетка.

Фотография предоставлена EasyFly

Имейте в виду, что перед полетом необходимо вынуть из карманов все мелкие предметы, снять часы и украшения.

Вопрос: Можно ли перелететь через сеточное ограждение?

Ответ: Самостоятельно в аэротрубе никто не летает, весь полет контролируется инструктором.

Вопрос: Что будет, если труба внезапно заглохнет?

Ответ: Двигатели аэротрубы обеспечивают мягкую подачу и затухание воздушного потока. В случае внезапной остановки вы не падаете, а плавно опускаетесь на сетку.

Фотография предоставлена EasyFly

Вопрос: Какие существуют тарифы для полета в аэротрубе EasyFly в Алматы?

Ответ: Минимальный тариф – 2 минуты, цена — 4700 тенге.

Популярный тариф – 4 минуты, цена — 9 000 тенге.

По поводу других тарифов просим звонить по телефону +7 (705) 344 45 55.

Вопрос: Что входит в стоимость?

Ответ: В стоимость тарифа входит сам полет, аренда всего снаряжения (каска, очки, беруши, обувь и летний костюм), работа инструкторов.

Вопрос: Как можно снизить цену полета?

Ответ: На сегодняшний день существуют скидки в будние дни для детей до 12 лет и пенсионерам — 40%, а для студентов – 15%.

Вопрос: Какой график работы у EasyFly Алматы?

Ответ: Среда, Четверг, Пятница с 15.00 до 21.00,

Суббота, Воскресенье с 11.00 до 21.00.

Понедельник, Вторник – выходные дни.

Полетное время нужно бронировать заранее, позвонив до 19.00 по телефону +7 (705) 344 45 55.

Фотография предоставлена EasyFly

Где находится EasyFly?

г. Алматы, пр. Аль-Фараби, 128/8, Международный комплекс трамплинов.

Телефон: +7 (705) 344 45 55.

Как доехать до EasyFly?

Схема проезда на международный комплекс трамплинов Сункар в г. Алматы:

Фотоколлаж предоставлен EasyFly

Спешите дарить восторг, счастье, сияющие глаза своим близким и родным!

Приобретайте подарочные сертификаты на полет в аэротрубе от EasyFly!

АЭРОТРУБА EASYFLY АЛМАТЫ ЖДЕТ ВАС!

#EasyFly #EasyFlyaerotube #АэротрубаEasyFly #EasyFlyAlmaty #AerotubeAlmaty

travelbook.kz

Противодействие статическому притяжению в производстве медицинских пластмасс


Рис. 1. После разделения одна сторона заряжается положительно, а другая — отрицательно.

Проблема хорошо знакома специалистам в полупроводниковой промышленности, где потери выхода из-за загрязнения частицами полупроводниковых пластин в результате электростатического притяжения (ESA) хорошо задокументированы.^1–8 Потери выхода являются обычным явлением, когда методы ионизации не применяются должным образом. ⁹

Недавние исследования, проведенные в индустрии медицинского оборудования, показывают, что методы ионизации могут использоваться для устранения ESA, что приводит к значительному повышению урожайности. Эти исследования также показывают, что статическое притяжение обычно является самым большим источником потерь урожая от загрязнения для многих производителей медицинского оборудования.

Другой метод борьбы с загрязнением частицами заключается в уменьшении количества частиц в чистом помещении, где производятся продукты. По сравнению с ионизацией этот подход является дорогостоящим и даже близко не обеспечивает повышения выхода за счет устранения ESA.

Генерация статического заряда

Статический заряд может возникать, когда два разных материала скользят друг относительно друга, а затем разделяются. Как показано на рисунке 1, после того, как разделение произошло, одна сторона заряжена положительно, а другая сторона — отрицательно. Эти две противоположно заряженные поверхности теперь будут стремиться притягиваться друг к другу, поэтому возникает статическое сцепление.Заряженные проводящие материалы, такие как металлы, можно заземлить, чтобы удалить их заряд. И наоборот, изоляционные материалы, такие как пластмассы, стекло и керамика, нельзя заземлить, чтобы исключить накопление в них заряда. Для этих изоляторов заряд находится на поверхности и может быть устранен только путем переноса заряда противоположной полярности на его поверхность через воздух посредством ионизации.


Рис. 2: Незаряженный катетер — 30 минут в воздухе слева.Заряженный катетер показан справа.

Основная проблема, которая часто наблюдается в индустрии производства медицинских пластмасс, проста по своей природе. Прикосновение к пластиковым устройствам или обращение с ними создает огромные статические заряды. Например, обычно в результате трения пластмассовые материалы заряжаются до десятков тысяч вольт. В случае стентов и катетеров операции по генерированию заряда включают нагрев и охлаждение трубок, растяжение или надувание баллона, а также лазерную сварку.Обработка и контакт с обслуживающим персоналом способствуют дальнейшей зарядке.

Когда эти продукты заряжаются до тысяч вольт, они притягивают к своей поверхности больше частиц, чем их незаряженные аналоги. Это, конечно, общеизвестно, но это представляет собой серьезную проблему при изготовлении многих медицинских устройств. Недавние исследования показывают, что статическое притяжение обычно является самым большим вкладом в потери урожая от загрязнения во время производства этих устройств. Использование ионизации в этих установках для удаления зарядов и окружающих частиц с пластиковых устройств предотвратило подавляющее большинство потерь урожая от загрязнения. Неудивительно, что экономия средств была значительной.

Исследования ионизации

Автор недавно провел исследования на предприятиях, чтобы определить корреляцию между потерями выхода из-за загрязнения частицами и зарядкой устройств на этапах производственного процесса. В ходе исследований местный персонал стандартизировал квалификацию количества частиц на продукте (с использованием визуального определения, определения с помощью оптического оборудования и т. Д.).Затем была проведена серия технических экспериментов для определения процентного отношения их текущего загрязнения частицами к эффектам статического притяжения.


Рис. 3. Слева — незаряженный катетер — 0,5 дюйма. с поверхности. Справа — заряженный катетер — 0,5 дюйма. с поверхности.

Исследования с участием производителя катетеров показали, что уровни статического заряда на катетерах, когда они проходят через все различные этапы процесса, колеблются от 5 до 20 кВ.Средний заряд катетеров составлял 12 кВ. Количество частиц-убийц (т.е. частиц, размер которых превышает допустимый, приводит к выбрасыванию продукта) на поверхности несформированного материала трубки катетера, когда он вышел из первоначальной упаковки, наблюдали и регистрировали. На трубке не было статического заряда. Незаряженные трубки были помещены в местную воздушную среду (чистое помещение класса 100 000). Через 30 минут можно было определить количество частиц-убийц, которые естественным образом попали на пробирки.Этот интервал является типичным временем от начала до конца всего процесса производства устройства. Незаряженные трубки помещали в движущиеся воздушные потоки (например, возле вентиляторов), чтобы определить, может ли иметь место повышенное загрязнение частицами.

Незаряженные трубки были размещены на расстоянии 0,5 дюйма от типичных рабочих поверхностей по всему объекту на 5 секунд.

Обобщая результаты, можно сказать, что на пробирках, если они не были заряжены, наблюдалось незначительное загрязнение частицами. Однако, как и во всех учреждениях, которые посетил автор, наблюдаются совершенно разные результаты, когда пластиковому устройству позволяли становиться статически заряженным (см. Рис. 2 и рис. 3).Трубку заряжали до 12 кВ (то есть, типичный заряд катетеров во время рутинных производственных процессов) и подвешивали так же, как и раньше, с незаряженной трубкой в той же локальной воздушной среде в течение 30 минут. Наблюдалось примерно в десять раз больше частиц-убийц. Между прочим, это число согласуется с опубликованными исследованиями полупроводниковой промышленности. В этом случае заряженная трубка накапливала частицы в десять раз больше, чем незаряженная трубка, которая находилась в воздухе.Заряженная трубка (12 кВ) была размещена так же, как и раньше, на расстоянии 0,5 дюйма от типичных поверхностей по всему объекту на 5 секунд. В этом случае наблюдалось примерно в 30 раз больше частиц-убийц. Выводы, сделанные на этом объекте, были аналогичны выводам, сделанным в других местах, где эти исследования проводились ранее. Статическое притяжение было основной причиной практически 100% потерь урожая из-за загрязнения частицами. Фотографии некоторых катетеров, использованных в вышеупомянутом исследовании, показаны в этой статье.Эти результаты подчеркивают разницу в загрязнении частицами заряженных и незаряженных катетеров.


Рисунок 4а. На этом изображении показана локальная ионизация. Во многих случаях наилучшее покрытие может быть обеспечено комплексными системами ионизации помещения для многих применений.

Как и было предсказано вышеизложенными исследованиями, предприятия, в которых реализованы системы ионизации для поддержания постоянного низкого уровня заряда как на своих пластиковых устройствах, так и, что не менее важно, на окружающих частицах в воздухе и на поверхности, добились существенного повышения урожайности.

Обобщая результаты многих исследований, проведенных в медицинской промышленности за последние несколько лет, автор заметил, что их потери выхода из-за загрязнения частицами (изначально без ионизации) обычно составляли от 3 до 15%. На всех предприятиях, где для устранения проблем с зарядкой использовалась ионизация, потери выхода находились в диапазоне от 0 до 1,5%.

Обзор ионизации

Ионизация воздуха — это эффективный метод снятия статических зарядов с непроводящих материалов и изолированных проводников.Ионизаторы воздуха генерируют большие количества положительных и отрицательных ионов в окружающей атмосфере. Эти ионы служат мобильными переносчиками заряда в воздух. Когда ионы проходят через воздух, они притягиваются к противоположно заряженным частицам и поверхностям. Этот процесс можно использовать для быстрой нейтрализации заряженных поверхностей.


Рисунок 4б. Ионизация комнатных систем (потолочная сетка).

Ионизация воздуха может выполняться с использованием электрических ионизаторов, которые генерируют ионы в процессе, известном как коронный разряд.В ходе этого процесса электрические ионизаторы генерируют аэроионы, усиливая электрическое поле вокруг острого края до тех пор, пока оно не преодолеет электрическую прочность окружающего воздуха. Отрицательная корона возникает, когда электроны текут от электрода в окружающий воздух. Положительная корона возникает, когда электроны перетекают из молекул воздуха в электрод.

Системы ионизации. Как обсуждалось ранее, эксперименты показали, что большая часть частиц на пластиковых катетерах была вызвана ESA.Следующим логическим шагом по устранению или уменьшению загрязнения частицами было обеспечение того, чтобы пластиковые устройства не заряжались во время обращения и обработки. Местные ионизаторы, такие как верхние вентиляторы и ионизирующие стержни, хотя и эффективны для значительного снижения потерь урожая, поддерживают нулевой заряд пластмассовых устройств только в этих местах. Устройства обычно сильно заряжены в другом месте объекта (где они, следовательно, притягивают частицы).

При наличии системы ионизации по всей комнате такие устройства, как катетеры, остаются незаряженными во всех местах комнаты.Автор экспериментально обнаружил, что значительная локальная ионизация все еще может приводить к заряженным устройствам (между локальными ионизаторами) до 70% времени во время производства. Комнатные системы снизили это практически до нуля. Возможно, что еще более важно, система комнаты с решеткой потолка устраняет заряды на всех частицах в комнате — даже до потолка и на общих рабочих поверхностях (см. Рисунки 4a, 4b и 4c). Это имеет большое влияние на снижение силы притяжения частиц к устройствам и, следовательно, может уменьшить загрязнение частицами даже более эффективно, чем только локальная ионизация.

Заключение


Рисунок 4c. Ионизация комнатных систем (100% покрытие).

Большинство производителей медицинских изделий не осведомлены об огромной степени, в которой статическое притяжение способствует их потерям урожая из-за загрязнения. Типичное количество частиц на этих пластиковых изделиях увеличивается в 10–30 раз, когда продукт загружается во время рутинной обработки. Системы ионизации помещений доказали свою эффективность в устранении этих потерь урожая, вызванных электростатическим притяжением, обеспечивая немедленную окупаемость инвестиций.

Ссылки

1. М. Иноуэ и др., «Осаждение аэрозолей на пластинах», в материалах IES, 34-е ежегодное техническое совещание (Mount Prospect, IL: Институт экологических исследований, 1988).

2. Р.П. Донован, Контроль частиц в производстве полупроводников, , (Нью-Йорк: Marcel Decker Inc., 1990).

3. Франк Карран, докторская диссертация, «Влияние статического заряда на кремниевые пластины в полупроводниковой промышленности», Инженерный совет Англии, ноябрь 1997 г.

4. LB Levit et al., «Контроль загрязнения в производстве полупроводников», в протоколах SEMICON Taiwan (Тайбэй, Тайвань, сентябрь 1999 г.).

5. Л. Б. Левит, Т. М. Хэнли и Ф. Курран, «Остерегайтесь электростатического притяжения», Solid State Technology , июнь 2000 г.

6. М. Харрисон, «Оценка электростатических зарядов на привлекательность аэрозольных частиц для кремниевых пластин в чистых помещениях класса 1», журнал IEST , июль / август 1999.

7. Л. Б. Левит и А. Штейнман, «Исследование проблем статического заряда в областях фотолитографии», MICRO , июнь (2000).

8. М. Йост и др., «Электростатическое притяжение и контроль частиц», Microcontamination 4, no. 6 (1986).

9. Р. Дж. Пирс, «Режимы отказа CDM ESD в полупроводниковой промышленности», Solid State Technology , май (2007).

10. Дж. Горчица, Б. Виллифорд и Р. Дж. Пирс, «Эволюция ионизации чистых помещений», Evaluation Engineering , ноябрь (2007).

Роджер Дж. Пирс — директор по техническому обслуживанию Simco-Ion (Хатфилд, Пенсильвания).

Когезия и адгезия в жидкостях: поверхностное натяжение и капиллярное действие

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

Разберитесь в силах сцепления и сцепления.
Определите поверхностное натяжение.
Понять капиллярное действие.

Когезия и адгезия в жидкостях

Рис. 1. Мыльные пузыри на этой фотографии вызваны силами сцепления между молекулами в жидкостях. (Источник: Стив Форд Эллиотт)

Дети надувают мыльные пузыри и играют с брызгами разбрызгивателя в жаркий летний день. (См. Рис. 1.) Подводный паук удерживает запасы воздуха в блестящем пузыре, который он носит обернутым вокруг себя. Техник набирает кровь в трубку небольшого диаметра, просто прикоснувшись к капле на уколотом пальце. Недоношенный ребенок изо всех сил пытается надуть легкие. Что общего? Во всех этих действиях преобладают силы притяжения между атомами и молекулами в жидкостях — как внутри жидкости, так и между жидкостью и ее окружением.

Силы притяжения между молекулами одного типа называются силами сцепления . Жидкости можно, например, хранить в открытых контейнерах, потому что силы сцепления удерживают молекулы вместе. Силы притяжения между молекулами разных типов называются силами сцепления , .Такие силы вызывают, например, прилипание капель жидкости к оконным стеклам. В этом разделе мы исследуем эффекты, непосредственно связанные с силами сцепления и сцепления в жидкостях.

Силы сцепления Силы притяжения между молекулами одного типа называются силами сцепления.

Сила сцепления

Силы притяжения между молекулами разных типов называются силами сцепления.

Силы сцепления между молекулами заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади. Этот общий эффект называется поверхностным натяжением . Молекулы на поверхности притягиваются внутрь за счет сил сцепления, уменьшая площадь поверхности. Молекулы внутри жидкости испытывают нулевую результирующую силу, поскольку у них есть соседи со всех сторон.

Поверхностное натяжение

Силы сцепления между молекулами заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади. Этот общий эффект называется поверхностным натяжением.

Выполнение соединений: поверхностное натяжение

Силы между атомами и молекулами лежат в основе макроскопического эффекта, называемого поверхностным натяжением.Эти силы притяжения сближают молекулы и стремятся минимизировать площадь поверхности. Это еще один пример субмикроскопического объяснения макроскопического явления.

Модель поверхности жидкости, действующей как растянутый эластичный лист, может эффективно объяснять эффекты поверхностного натяжения. Например, некоторые насекомые могут ходить по воде (в отличие от того, чтобы плавать в ней), как мы ходим по батуту — они вдавливают поверхность, как показано на рисунке 2 (а). На рис. 2 (б) показан другой пример, когда игла упирается в поверхность воды.Железная игла не может и не плавает, потому что ее плотность больше плотности воды. Скорее, его вес поддерживается силами растянутой поверхности, которые пытаются сделать поверхность меньше или более плоской. Если бы игла была помещена на поверхность острием вниз, ее вес, действующий на меньшую площадь, сломал бы поверхность, и она утонула бы.

Рис. 2. Поверхностное натяжение, поддерживающее вес насекомого и железной иглы, которые лежат на поверхности, не проникая в нее. Они не плавают; скорее, они поддерживаются поверхностью жидкости.(а) Нога насекомого вмятина в водную поверхность. F _ST — это восстанавливающая сила (поверхностное натяжение), параллельная поверхности. (b) Железная игла аналогичным образом вдавливает поверхность воды до тех пор, пока восстанавливающая сила (поверхностное натяжение) не станет равной ее весу.

Поверхностное натяжение пропорционально силе сцепления, которая зависит от типа жидкости. Поверхностное натяжение γ определяется как сила F на единицу длины L , прилагаемая растянутой жидкой мембраной:

[латекс] \ gamma = \ frac {F} {L} \\ [/ latex].

Таблица 1. Поверхностное натяжение некоторых жидкостей
Жидкость	Поверхностное натяжение γ (Н / м)
Вода при 0ºC	0,0756
Вода при 20ºC	0,0728
Вода при 100ºC	0,0589
Мыльная вода (обычная)	0,0370
Спирт этиловый	0,0223
Глицерин	0.0631
Меркурий	0,465
Оливковое масло	0,032
Тканевые жидкости (типовые)	0,050
Кровь, цельная при 37ºC	0,058
Плазма крови при 37ºC	0,073
Золото при 1070ºC	1.000
Кислород при −193ºC	0,0157
Гелий при −269ºC	0.00012

В таблице 1 выше приведены значения γ для некоторых жидкостей. Для насекомого на Фигуре 2 (а) его вес w поддерживается направленными вверх компонентами силы поверхностного натяжения: w = γL sin θ , где L — окружность ступни насекомого. в контакте с водой. На рисунке 3 показан один из способов измерения поверхностного натяжения. Пленка жидкости оказывает давление на подвижный провод, пытаясь уменьшить его площадь поверхности.Величина этой силы зависит от поверхностного натяжения жидкости и может быть точно измерена. Поверхностное натяжение является причиной образования пузырьков и капель жидкостей. Сила внутреннего поверхностного натяжения приводит к тому, что пузырьки становятся приблизительно сферическими и повышают давление газа, захваченного внутри, по сравнению с атмосферным давлением снаружи. Можно показать, что манометрическое давление P внутри сферического пузыря определяется соотношением

[латекс] P = \ frac {4 \ gamma} {r} \\ [/ латекс],

, где r — радиус пузыря.

Рисунок 3. Скользящее устройство для измерения поверхностного натяжения; устройство прилагает силу, уменьшающую площадь поверхности пленки. Сила, необходимая для удержания проволоки на месте, составляет F = γL = γ (2l) , поскольку к проволоке прикреплены две жидкие поверхности. Эта сила остается почти постоянной при растяжении пленки, пока пленка не приблизится к точке разрыва.

Таким образом, давление внутри пузыря наибольшее, когда пузырек самый маленький. Еще одно свидетельство этого показано на рисунке 4.Когда воздух проходит между двумя воздушными шарами разного размера, меньший воздушный шар имеет тенденцию схлопываться, заполняя большой воздушный шар.

Рис. 4. При закрытом клапане к каждому концу трубки прикреплены два баллона разного размера. При открытии клапана меньший баллон уменьшается в размерах, и воздух движется, заполняя большой баллон. Давление в сферическом воздушном шаре обратно пропорционально его радиусу, так что меньший воздушный шар имеет большее внутреннее давление, чем больший воздушный шар, что приводит к этому потоку.

Пример 1. Поверхностное натяжение: давление внутри пузыря

Рассчитайте манометрическое давление внутри мыльного пузыря 2,00 × 10 ^-4 м в радиусе, используя поверхностное натяжение мыльной воды из таблицы 1. Преобразуйте это давление в мм рт.

Стратегия

Приведен радиус и поверхностное натяжение можно найти в Таблице 1, поэтому P можно найти непосредственно из уравнения [латекс] P = \ frac {4 \ gamma} {r} \\ [/ latex].

Решение

Подставляя r и γ в уравнение [latex] P = \ frac {4 \ gamma} {r} \\ [/ latex], получаем

[латекс] P = \ frac {4 \ gamma} {r} = \ frac {4 \ left (0.{2}} = 5,56 \ text {мм рт. Ст.} \\ [/ latex].

Обсуждение

Обратите внимание, что если бы в пузыре было проделано отверстие, воздух был бы вытеснен, радиус пузыря уменьшился бы, а давление внутри увеличилось бы до атмосферного давления (760 мм рт.

Наши легкие содержат сотни миллионов слизистых мешочков, называемых альвеолами , которые очень похожи по размеру и имеют диаметр около 0,1 мм. (См. Рис. 5.) Вы можете выдохнуть без мышечной активности, позволяя поверхностному натяжению сокращать эти мешочки.У медицинских пациентов, дыхание которых обеспечивается респиратором с положительным давлением, в легкие вдувается воздух, но, как правило, им разрешается выдыхать самостоятельно. Даже если есть паралич, поверхностное натяжение альвеол вытеснит воздух из легких. Поскольку давление увеличивается по мере уменьшения радиуса альвеол, время от времени требуется глубокий очищающий вдох, чтобы полностью наполнить альвеолы. Респираторы запрограммированы на это, и мы считаем естественным, как и наши собаки-компаньоны, сделать очищающий вдох перед тем, как уснуть.

Рис. 5. Бронхи в легких разветвляются на все более мелкие структуры, в конце концов заканчивающиеся альвеолами. Альвеолы действуют как крошечные пузырьки. Поверхностное натяжение их слизистой оболочки помогает при выдохе и может предотвратить вдыхание, если оно слишком велико.

Напряжение в стенках альвеол возникает из-за мембранной ткани и жидкости на стенках альвеол, содержащей длинный липопротеин, который действует как поверхностно-активное вещество (вещество, снижающее поверхностное натяжение). Потребность в поверхностно-активном веществе возникает из-за тенденции маленьких альвеол к разрушению и попаданию воздуха в более крупные альвеолы, делая их еще больше (как показано на рисунке 4).Во время ингаляции молекулы липопротеинов растягиваются, и натяжение стенки увеличивается с увеличением радиуса (повышенное поверхностное натяжение). Во время выдоха молекулы снова скользят вместе, и поверхностное натяжение уменьшается, помогая предотвратить коллапс альвеол. Таким образом, поверхностно-активное вещество служит для изменения натяжения стенок, чтобы маленькие альвеолы не разрушались, а большие альвеолы не расширялись слишком сильно. Это изменение натяжения является уникальным свойством этих поверхностно-активных веществ и не присуще моющим средствам (которые просто снижают поверхностное натяжение).(См. Рисунок 6.)

Рис. 6. Поверхностное натяжение как функция площади поверхности. Поверхностное натяжение легочного сурфактанта уменьшается с уменьшением площади. Это гарантирует, что маленькие альвеолы не разрушатся, а большие альвеолы не смогут чрезмерно расшириться.

Если вода попадает в легкие, поверхностное натяжение слишком велико, и вы не можете вдохнуть. Это серьезная проблема при реанимации утопающих. Аналогичная проблема возникает у новорожденных, рожденных без этого сурфактанта — их легкие очень трудно надуть.Это состояние известно как болезнь гиалиновых мембран и является основной причиной смерти младенцев, особенно при преждевременных родах. Определенный успех был достигнут в лечении болезни гиалиновых мембран путем распыления сурфактанта в дыхательные пути младенца. Эмфизема вызывает противоположные проблемы с альвеолами. Альвеолярные стенки жертв эмфиземы разрушаются, и мешочки объединяются, образуя более крупные мешочки. Поскольку давление, создаваемое поверхностным натяжением, уменьшается с увеличением радиуса, эти более крупные мешочки создают меньшее давление, что снижает способность жертв эмфиземы выдыхать.Распространенный тест на эмфизему — измерение давления и объема выдыхаемого воздуха.

Установление соединений: расследование на вынос

(1) Попробуйте опустить швейную иглу на воду. Чтобы это действие работало, игла должна быть очень чистой, так как даже масла с ваших пальцев может быть достаточно, чтобы повлиять на свойства поверхности иглы. (2) Поместите щетину кисти в воду. Вытяните щетку и обратите внимание, что на короткое время щетинки слипнутся.Поверхностное натяжение воды, окружающей щетинки, достаточно, чтобы удерживать щетинки вместе. По мере высыхания щетины эффект поверхностного натяжения исчезает. (3) Поместите петлю из нити на поверхность неподвижной воды таким образом, чтобы вся нить контактировала с водой. Обратите внимание на форму петли. Теперь поместите каплю моющего средства в середину петли. Что происходит с формой петли? Почему? (4) Посыпьте перцем поверхность воды. Добавьте каплю моющего средства. Что происходит? Почему? (5) Поставьте две спички параллельно друг другу и добавьте между ними каплю моющего средства.Что происходит? Примечание: для каждого нового эксперимента воду необходимо заменять, а миску промывать, чтобы очистить ее от остатков моющего средства.

Адгезия и капиллярное действие

Почему вода попадает на вощеную машину, а на голую краску — нет? Ответ заключается в том, что силы сцепления между водой и воском намного меньше, чем между водой и краской. Конкуренция между силами адгезии и когезии важна в макроскопическом поведении жидкостей.Важным фактором в изучении роли этих двух сил является угол θ между касательной к поверхности жидкости и поверхностью. (См. Рис. 7.) Угол контакта θ напрямую связан с относительной силой сил сцепления и сцепления. Чем больше сила сцепления по сравнению с силой сцепления, тем больше θ и тем больше жидкость имеет тенденцию образовывать каплю. Чем меньше θ , тем меньше относительная прочность, так что сила сцепления способна сплющивать каплю.В таблице 2 перечислены углы смачивания для нескольких комбинаций жидкостей и твердых тел.

Угол контакта

Угол θ между касательной к поверхности жидкости и поверхностью называется краевым углом.

Рис. 7. На фотографии водяные капли на вощеной автомобильной краске и расплющиваются на невощеной краске. (а) Вода образует шарики на вощеной поверхности, потому что силы сцепления, ответственные за поверхностное натяжение, больше, чем силы сцепления, которые стремятся сплющить каплю.(b) Водяные шарики на голой краске значительно сглаживаются, поскольку силы сцепления между водой и краской велики, преодолевая поверхностное натяжение. Угол смачивания θ напрямую связан с относительной силой сил когезии и адгезии. Чем больше θ , тем больше отношение сил сцепления к силам сцепления. (кредит: П. П. Урон)

Одним из важных явлений, связанных с относительной силой когезионных и адгезионных сил, является капиллярное действие — тенденция жидкости подниматься или подавляться в узкой трубке или капиллярной трубке .Это действие заставляет кровь втягиваться в трубку малого диаметра, когда трубка касается капли.

Капиллярное действие

Тенденция жидкости подниматься или подавляться в узкой трубке или капиллярной трубке называется капиллярным действием.

Если капиллярная трубка помещена в жидкость вертикально, как показано на рисунке 8, капиллярное действие поднимет или подавит жидкость внутри трубки в зависимости от комбинации веществ. Фактический эффект зависит от относительной силы когезионных и адгезионных сил и, таким образом, угла смачивания θ , указанного в таблице.Если θ меньше 90º, то жидкость поднимется; если θ больше 90 °, он будет подавлен. Ртуть, например, имеет очень большое поверхностное натяжение и большой угол контакта со стеклом. При помещении в трубку поверхность столбика ртути изгибается вниз, как капля. Изогнутая поверхность жидкости в трубке называется мениском . Поверхностное натяжение всегда имеет тенденцию к уменьшению площади поверхности. Таким образом, поверхностное натяжение сглаживает изогнутую поверхность жидкости в капиллярной трубке.Это приводит к действию направленной вниз силы в ртути и восходящей силы в воде, как показано на Рисунке 8.

Рис. 8. (a) Ртуть подавляется в стеклянной трубке, потому что ее угол контакта больше 90 °. Поверхностное натяжение оказывает направленное вниз усилие, поскольку оно выравнивает ртуть, подавляя ее в трубке. Пунктирная линия показывает форму поверхности ртути без сглаживающего эффекта поверхностного натяжения. (б) Вода поднимается в стеклянной трубке, потому что ее угол контакта составляет почти 0º. Таким образом, поверхностное натяжение проявляет восходящую силу, когда оно выравнивает поверхность, чтобы уменьшить ее площадь.

Таблица 2. Краевые углы смачивания некоторых веществ
Интерфейс	Угол контакта Θ
Ртутное стекло	140º
Стакан для воды	0º
Вода – парафин	107º
Вода – серебро	90º
Органические жидкости (большая часть) — стекло	0º
Этиловый спирт — стекло	0º
Керосин-стекло	26º

Капиллярное действие может перемещать жидкости по горизонтали на очень большие расстояния, но высота, на которую он может поднимать или подавлять жидкость в трубке, ограничена ее весом.Можно показать, что эта высота h равна

[латекс] h = \ frac {2 \ gamma \ cos \ theta} {\ rho {gr}} \\ [/ latex].

Если мы посмотрим на различные факторы в этом выражении, мы сможем увидеть, насколько оно имеет смысл. Высота прямо пропорциональна поверхностному натяжению γ , что является его прямой причиной. Кроме того, высота обратно пропорциональна радиусу трубы — чем меньше радиус r , тем выше можно поднять жидкость, поскольку меньшая труба удерживает меньшую массу.Высота также обратно пропорциональна плотности жидкости , поскольку большая плотность означает большую массу в том же объеме. (См. Рисунок 9.)

Рис. 9. (a) Капиллярное действие зависит от радиуса трубки. Чем меньше размер трубки, тем больше достигается высота. Для труб большого радиуса высота незначительна. (b) Более плотная жидкость в той же трубке поднимается на меньшую высоту, при прочих равных условиях.

Пример 2. Расчет радиуса капиллярной трубки: капиллярное действие: сок дерева

Может ли капиллярное действие быть единственно ответственным за образование сока на деревьях? Чтобы ответить на этот вопрос, вычислите радиус капиллярной трубки, которая поднимет сок на 100 м до вершины гигантского красного дерева, при условии, что плотность сока составляет 1050 кг / м ³, его угол контакта равен нулю, а его поверхностное натяжение равно такой же, как у воды на 20. {3} \ right) \ left (9 \ text {.{-7} \ text {m.} \ End {array} \\ [/ latex]

Обсуждение

Такой результат необоснован. Сок в деревьях движется через ксилему , которая образует трубки с радиусом всего 2,5 × 10 ^-5 м. Это значение примерно в 180 раз больше радиуса, необходимого для подъема сока на 100 м. Это означает, что только капиллярное действие не может нести единоличную ответственность за попадание сока на верхушки деревьев.

Как сок попадает на вершины высоких деревьев? (Напомним, что столб воды может подняться на высоту 10 м только при наличии вакуума наверху — см. Пример 3 из раздела «Изменение давления с глубиной в жидкости».) Вопрос не решен полностью, но похоже, что он натянут, как цепь, удерживаемая силами сцепления. Когда каждая молекула сока входит в лист и испаряется (процесс, называемый транспирацией), вся цепочка поднимается на ступеньку выше. Таким образом, для протягивания сока через сосуды ксилемы должно присутствовать отрицательное давление, создаваемое испарением воды. В большинстве ситуаций жидкости могут толкать, но могут оказывать лишь незначительное притяжение , потому что силы сцепления кажутся слишком маленькими, чтобы удерживать молекулы плотно вместе.Но в этом случае сила сцепления молекул воды обеспечивает очень сильное притяжение. На рисунке 10 показано одно устройство для изучения отрицательного давления. Некоторые эксперименты показали, что может быть достигнуто отрицательное давление, достаточное для того, чтобы подтянуть сок к вершинам самых высоких деревьев .

Рис. 10. (a) Когда поршень поднимается, он слегка растягивает жидкость, подвергая ее напряжению и создавая отрицательное абсолютное давление P = -F / A . (b) Жидкость в конце концов отделяется, что дает экспериментальный предел отрицательному давлению в этой жидкости.

Сводка раздела

Силы притяжения между молекулами одного типа называются силами сцепления.
Силы притяжения между молекулами разных типов называются силами сцепления.
Силы сцепления между молекулами заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади. Этот общий эффект называется поверхностным натяжением.
Капиллярное действие — это тенденция жидкости подниматься или подавляться в узкой трубке или капиллярной трубке, которая возникает из-за относительной силы когезионных и адгезионных сил.

Концептуальные вопросы

1. Плотность нефти меньше плотности воды, однако груженый нефтеналивной танкер находится ниже в воде, чем пустой. Почему?

2. Поверхностное натяжение связано с силами сцепления или сцепления, или с обоими?

3. Капиллярное действие обусловлено силами когезии или адгезии, либо обоими?

4. Птицы, такие как утки, гуси и лебеди, имеют большую плотность, чем вода, но они могут сидеть на ее поверхности. Объясните эту способность, отметив, что вода не смачивает их перья и что они не могут сидеть в мыльной воде.

5. Вода поднимается на жирную загорающую, но не на ее соседку, кожа которой не промаслена. Объясните с точки зрения сил сцепления и сцепления.

6. Можно ли использовать капиллярное действие для перемещения жидкостей в «невесомой» среде, например, в орбитальном космическом зонде?

7. Как капиллярное действие влияет на показания манометра с постоянным диаметром? Поясните свой ответ.

8. Давление между внутренней стенкой грудной клетки и внешней стороной легких обычно остается отрицательным.Объясните, как давление в легких может стать положительным (вызвать выдох) без мышечной активности.

Задачи и упражнения

1. Каково давление внутри альвеолы с радиусом 2,50 × 10 ^-4, если поверхностное натяжение стенки, покрытой жидкостью, такое же, как и для мыльной воды? Вы можете предположить, что давление такое же, как давление, создаваемое сферическим пузырем.

2. (a) Давление внутри альвеолы с радиусом 2,00 × 10 ^-4 м равно 1.40 × 10 ³ из-за облицованных жидкостью стенок. Если предположить, что альвеола действует как сферический пузырь, каково поверхностное натяжение жидкости? (b) Определите вероятную жидкость. (Вам может потребоваться экстраполировать значения в таблице 1.)

3. Каково манометрическое давление в миллиметрах ртутного столба внутри мыльного пузыря диаметром 0,100 м?

4. Рассчитайте усилие на скользящую проволоку на Рисунке 3 (снова показано ниже), если она имеет длину 3,50 см и жидкость — этиловый спирт.

Рисунок 3.Устройство скользящей проволоки, используемое для измерения поверхностного натяжения; устройство прилагает силу, уменьшающую площадь поверхности пленки. Сила, необходимая для удержания проволоки на месте, составляет F = γL = γ (2 l ), поскольку к проволоке прикреплены две жидкие поверхности. Эта сила остается почти постоянной при растяжении пленки, пока пленка не приблизится к точке разрыва.

5. На рис. 9 (a) (снова показан ниже) показано влияние радиуса трубки на высоту, на которую капиллярное действие может поднять жидкость.(a) Вычислите высоту h для воды в стеклянной трубке радиусом 0,900 см — довольно большой трубке, подобной той, что изображена слева. б) Каков радиус стеклянной трубки справа, если вода поднимается до 4,00 см?

6. В Примере 2 выше мы заявили, что ксилемная трубка имеет радиус 2,50 × 10 ^-5 м. Убедитесь, что такая трубка поднимает сок менее чем на метр, найдя для нее h , сделав те же предположения, что плотность сока составляет 1050 кг / м ³, ее угол контакта равен нулю, а ее поверхностное натяжение такое же, как у воды при 20,0 ° C.

7. Какая жидкость находится в устройстве, показанном на рисунке 3 (снова показано ниже), если сила составляет 3,16 × 10 ^-3, а длина провода равна 2.50 см? Рассчитайте поверхностное натяжение γ и найдите вероятное совпадение из Таблицы 1 (выше).

Рисунок 3. Скользящее устройство для измерения поверхностного натяжения; устройство прилагает силу, уменьшающую площадь поверхности пленки. Сила, необходимая для удержания проволоки на месте, равна F = γL = γ (2l), поскольку к проволоке прикреплены две жидкие поверхности. Эта сила остается почти постоянной при растяжении пленки, пока пленка не приблизится к точке разрыва.

8. Если манометрическое давление внутри резинового баллона с отметкой 10.Радиус 0 см равен 1,50 см воды, каково эффективное поверхностное натяжение воздушного шара?

9. Рассчитайте манометрическое давление внутри пузырьков воды, спирта и мыльной воды радиусом 2,00 см. Какая жидкость образует наиболее устойчивые пузырьки, не считая эффекта испарения?

10. Предположим, что вода поднимается капиллярами на высоту 5,00 см в стеклянной трубке. а) На какую высоту он поднимется в парафиновой трубке того же радиуса? б) В серебряной трубке того же радиуса?

11.Рассчитайте угол смачивания θ для оливкового масла, если капиллярное действие поднимает его до высоты 7,07 см в стеклянной трубке с радиусом 0,100 мм. Соответствует ли это значение значению для большинства органических жидкостей?

12. Когда два мыльных пузыря соприкасаются, больший надувается меньшим, пока они не образуют единый пузырек. а) Каково манометрическое давление внутри мыльного пузыря радиусом 1,50 см? (б) Внутри мыльного пузыря радиусом 4,00 см? (c) Внутри единственного пузыря они образуются, если при соприкосновении не теряется воздух?

13.Вычислите отношение высоты, на которую вода и ртуть поднимаются капиллярным действием в одной и той же стеклянной трубке.

14. Каково соотношение высот, на которые этиловый спирт и вода поднимаются капиллярным действием в одной и той же стеклянной трубке?

Глоссарий

силы сцепления:: силы притяжения между молекулами разных типов

капиллярное действие:: Тенденция жидкости подниматься или опускаться в узкой трубке

силы сцепления:: силы притяжения между молекулами одного типа

угол контакта:: угол θ между касательной к поверхности жидкости и поверхностью

поверхностное натяжение:: силы сцепления между молекулами, которые заставляют поверхность жидкости сжиматься до минимально возможной площади поверхности

Избранные решения проблем и упражнения

1.{2} \ text {.} \ End {array} \\ [/ latex]

Спирт образует наиболее устойчивый пузырь, так как абсолютное давление внутри максимально близко к атмосферному.

11. 5.1º. Это близко к значению θ = 0º для большинства органических жидкостей.

13–2,78. Отношение отрицательное, потому что вода повышается, а ртуть понижается.

достопримечательностей | Семейный аквапарк Sunsplash

Наслаждайтесь водными горками, бассейнами и развлечениями в крупнейшем аквапарке Юго-Западной Флориды. Каждый найдет себе занятие по душе!

Мыс страха

Мыс Страха кричит с платформы 30 футов высотой через затемненный туннель длиной 215 футов, используя одинарные или двойные надутые трубы. Минимальный рост для одиноких гонщиков — 48 дюймов. Водители-двойники должны включать взрослого, а дети должны быть ростом не менее 36 дюймов и носить спасательный жилет.

Fun-L-туннель

Fun-L-Tunnel — это горка на дикой стороне.Этот узкий темный туннель опускается на 30 футов без трубы. Только вы и вода на расстоянии 200 футов. Минимальная высота — 48 дюймов.

Зум-лоток

Наблюдайте, как небо проносится мимо, пока вы застегиваете наш зум-лоток под открытым небом. Он спускается с той же 30-футовой башни, что и мыс Страха и туннель Fun-L, и продолжается 200 футов. Минимальная высота — 48 дюймов.

Слайды Drop

Drop Slides дарит ощущение острых ощущений, давая гостям ощущение свободного падения, при котором ничто не мешает вам замедлиться.Искатели приключений могут попробовать их, прежде чем перейти к более крутым и сложным скоростным спускам. Минимальная высота — 48 дюймов.

Экологический променад

Экологический променад, расположенный на берегу красивого озера Кеннеди, является прекрасным местом для прогулок и наслаждения природой.

Прогулка по песочному доллару

Проверьте свою силу и ловкость на нашей прогулке по песочному доллару. Возьмите веревку наверху и посмотрите, сможете ли вы пройти по песчаным долларам, которые плавают у вас под ногами, не упав в них!

Семейный бассейн

Если вы плывете по течению реки или воспользуетесь входом с нулевой глубиной, Семейный бассейн — отличное место, чтобы освежиться и повеселиться.Песчаный пляж с шезлонгами обрамляет бассейн, так что вы можете почитать книгу, поговорить с друзьями или просто позагорать.

Pro Racers

Молодежь в восторге от профессиональных гонщиков! Эти детские горки не так страшны, как большие аттракционы, позволяющие малышам испытать острые ощущения, созданные специально для них. Требуемый рост — до 48 дюймов.

Дождевое дерево

Расположенная у основания Семейного бассейна пологая поверхность приводит посетителей всех возрастов к Дождевому дереву, где они могут охладиться и поиграть под нежным душем.

Поездка на метро Main Stream River

Для максимального расслабления любимым развлечением молодых и молодых душой является поездка на метро Main Stream River. Эта река длиной в четверть мили мягко петляет вокруг парка, двигаясь мимо озера Кеннеди и многих других достопримечательностей парка. Итак, берите трубку, устраивайтесь поудобнее и расслабьтесь, плавая по парку!

Пиратская бухта

Pirate’s Cove — это интерактивная водная игровая структура для юных искателей приключений, в которой есть горки, шторм, бластеры, фонтаны, гейзеры и многое другое.

Электрическая направляющая

Electric Slide падает с пяти этажей, поворачиваясь на 457 футов, отправляя гонщиков на 27-секундное погружение в собственный бассейн. Вы можете прокатиться на одинарной или двойной трубе по одной из самых длинных горок Флориды. Минимальный рост для одиноких гонщиков — 48 дюймов. Водители-двойники должны включать взрослого, а дети должны быть ростом не менее 36 дюймов и носить спасательный жилет.

Скачок напряжения

Power Surge — это идентичный близнец Electric Slide, который падает с пяти этажей, скручивается и поворачивается на 457 футов, а затем бросает гонщиков в бассейн внизу.Минимальный рост для одиноких гонщиков — 48 дюймов. Водители-двойники должны включать взрослого, а дети должны быть ростом не менее 36 дюймов и носить спасательный жилет.

Удар грома

Самая длинная из трех высокоскоростных горок, Thunder Bump составляет 264 фута в длину и имеет несколько крутых неровностей, которые создают у гостей ощущение полета. Не бойтесь подышать воздухом на этом бурном аттракционе! Минимальная высота — 48 дюймов.

Трубка террора

Встретьтесь со своими страхами на Terror Tube, где гонщики постепенно начинают спуск в закрытой трубе, затем сталкиваются с внезапным крутым открытым спуском и заканчивают с волнением.Минимальная высота — 48 дюймов.

X-celerator

Самый крутой, самый быстрый и самый экстремальный аттракцион в парке, горка X-celerator сбрасывает гостей вниз с пяти этажей открытого парашюта со скоростью до 40 футов в секунду и 30 миль в час. Минимальная высота — 48 дюймов.

Волейбольная площадка

Забей мяч в сложной игре в волейбол на нашей волейбольной площадке с песком. Обратитесь в службу поддержки гостей, чтобы взять напрокат волейбольный мяч на день.

Последний круизный аттракцион: «Небесная прогулка» под открытым небом

НЬЮ-ЙОРК — Приготовьтесь к поездке в небо на круизном лайнере.

Следующее судно промышленного гиганта Carnival, Carnival Vista, будет оснащено гусеницей длиной 800 футов, подвешенной вокруг его верхней палубы, по которой пассажиры смогут кружить в капсулах с коробчатым двигателем, сообщила линия в четверг на мероприятии в Нью-Йорке.

Названный SkyRide, он позиционируется как первый в круизной индустрии воздушный аттракцион под открытым небом с педальным приводом и лишь одна из нескольких новинок, запланированных для этого лайнера.

Carnival Vista также будет иметь первый кинотеатр IMAX в море и водный аттракцион рекордных размеров, длиной 455 футов, объявил Carnival. На судне также будет паб с действующей пивоварней — первая линия, обслуживающая жителей Северной Америки. Только на одном другом круизном лайнере, AIDAblue, которым управляет немецкая линия Aida, есть действующая пивоварня на борту.

Аттракцион SkyRide будет частью расширенной версии парков активного отдыха, которые Carnival установил на недавних судах, которые также будут включать в себя веревочный парк.В этом районе будет новый крытый спортивный клуб The Clubhouse at SportSquare¸, где можно будет поиграть в мини-боулинг, пинг-понг, аркадный баскетбол и спортивные видеоигры, говорится в сообщении компании.

Новый аттракцион «Калейд-о-Слайд» станет частью крупнейшего аквапарка во флоте Carnival. Пассажиры смогут прокатиться на нем на надувных одно- или двухместных плотах.

Судовой кинотеатр IMAX будет иметь три палубы в высоту и будет показывать последние голливудские блокбастеры, а также классические фильмы IMAX и документальные фильмы IMAX, сообщает Carnival.Он будет соседствовать с «театром острых ощущений», который предложит многомерные спецэффекты. Два театра являются частью театральной зоны с концессионным киоском, предлагающим попкорн и закуски, который Carnival называет Carnival Multiplex и выставлением счетов как первый мультитеатральный комплекс на море.

Чтобы узнать больше о кинотеатре IMAX в Carnival Vista, посетите USA Today.

Этилен-независимая передача сигналов предшественником этилена ACC при притяжении пыльцевых трубок яйцеклетки Arabidopsis

Растительные материалы и общие условия роста

Arabidopsis thaliana экотип Columbia (Col-0) был диким типом.Шестимерные мутанты acs ( acs2-1, acs4-1, acs5-2, acs6-1, acs7-1, acs9-1 ) и восьмеричные мутанты были получены из Центра биологических ресурсов арабидопсиса (ABRC) и подтверждены генотипированием. ; acs2-1 , acs4-1 , acs5-2 , acs6-1 , acs7-1 и acs9-1 Аллели были генотипированы, как описано ⁷ с использованием левой границы Т-ДНК праймер «TL-3» (5 ‘GTACATTAAAAACGTCCGCAATGTG-3’) (за исключением acs7-1 ) и трансген амиРНК ( amiR ) генотипировали с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1.Если не указано иное, все анализы восьмеричного мутанта проводили с использованием ранее опубликованного гомозиготного восьмеричного мутанта acs ⁷. Трансгенная линия дикого типа, экспрессирующая репортер β-глюкуронидазы (GUS) из специфичного для пыльцы промотора LAT52 ( proLAT52: GUS ) ⁵², была подарком Равишанкара Паланивелу (Университет Аризоны, Тоскон). Двойные и четверные мутанты glr были получены от Эдварда Фармера (Университет Лозанны, Швейцария).Мутант eto1, eol1, eol2 был получен от доктора Брэма Ван де Поэля (KU Leuven, Бельгия).

Для выращивания растений стерилизованные поверхности семена подвергали холодной стратификации в течение 3 дней на 0,8% агаровой среде, содержащей 1x соли Мурашиге и Скуга (Caisson Labs), затем проращивали при 16- или 24-часовом освещении (~ 120 моль · м ^-2 с ^-1) при 22 ° C, если не указано иное. Десятидневные проростки переносили в почву (2 части смеси для прорастания Fafard Fine Germination Mix: 1 часть вермикулита) и выращивали в камерах при 16-часовом освещении / 8-часовом темноте при 22 ° C.Относительная влажность поддерживалась на уровне 45–70%.

Измерение количества семян и длины стручка

Растения каждого генотипа выращивали бок о бок в одинаковых условиях. Стволы на зрелой зеленой стадии (через 7–10 дней после опыления) собирали с середины главного стебля, за исключением первых 4–5 стеблей и нескольких последних стеблей. Для подсчета семян стенки плодолистиков очищали инкубацией силикатов в 95% EtOH в течение примерно 1 недели, затем фотографировали под стереоскопическим зум-микроскопом (Nikon SMZ1000).Количество семян на кремний подсчитывали на основе изображений, а длину кремнезема определяли с помощью ImageJ ⁵³.

Новые

acs octuple мутантные аллели

Плазмида pRS300 ⁵⁴ была использована в качестве ПЦР-матрицы для создания новой искусственной микроРНК ( amiR ), отличной от той, которая использовалась в Tsuchisaka et al. ⁷. Мы ПЦР-амплифицировали три фрагмента ДНК, используя праймеры A + IV, III + II и I + B, показанные в дополнительной таблице S1, как описано ⁷, и клонировали фрагменты сборкой Гибсона в Spe I / Kpn I -разъединенный бинарный вектор pMDC32 ⁵⁵.Конструкцию трансформировали в шестигранный мутант acs методом окунания в цветочек ⁵⁶ с использованием штамма Agrobacterium tumefaciens GV3101 (pMP90) ⁵⁷. Трансформанты T ₁ были отобраны на гигромицине B (15 мкг / мл), как описано ⁵⁸, и подтверждены ПЦР-генотипированием как гена устойчивости к гигромицину, так и последовательности amiR с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1. Растения Т ₁ использовали для определения судьбы семяпочек.Гомозиготное потомство Т ₃ использовали для измерения этилена.

Комплементация восьмеричного мутанта

acs

Мы дополнили исходный восьмеричный мутант acs ⁷ путем экспрессии геномных версий ранее описанных Arabidopsis ACS8m и ACS11m последовательностей кДНК ⁷ (мутантных последовательностей кДНК ⁷ (мутировавших). нацеливание на amiR ). Вместо промотора 35S CaMV мы использовали нативные промоторные области ACS8 и ACS11 , 2544 п.н. и 2755 п.н. перед каждым стартовым кодоном, соответственно.Для каждого гена геномная последовательность дикого типа, охватывающая область выше по ходу передачи до стоп-кодона, была амплифицирована в два перекрывающихся фрагмента с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1. Измененный сайт-мишень amiR переносился праймерами ПЦР, которые генерировали перекрывающиеся фрагменты. Фрагменты, proACS8: ASC8m и proACS11: ASC11m , каждый по отдельности клонировали сборкой Гибсона в Eco RI-переваренный вектор входа Gateway pENTR2B и подтверждали секвенированием ДНК перед их переносом путем клонирования шлюза в бинарные векторы pEarlyGate303 и pMDC99 (ABRC) соответственно.( Sac I / Spe. I-переваренная pMDC99 была сначала модифицирована сборкой Гибсона, чтобы нести последовательность терминатора OCS, которая была амплифицирована ПЦР из pEarleyGate103 с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1). Наконец, proACS8: ACS8m был субклонирован из pEarlygate303 в pMDC99- proACS11: ACS11m путем лигирования в сайты BamH I и Sbf I. Полученная плазмида, несущая как proACS8: ACS8m , так и proACS11: ACS11m , была стабильно трансформирована в восьмеричный мутант acs , как описано выше.Трансгенные растения подтверждали ПЦР-генотипированием как гена устойчивости к гигромицину, так и трансгена с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1.

Измерение этилена

Семена стерилизовали на поверхности, затем стратифицировали в течение 3 дней при 4 ° C, затем выращивали на стерильной фильтровальной бумаге поверх среды 1X MS (0,8% агар) в течение 9 дней при свете (16 часов / 8 часов). ) при 22 ° C. Примерно 20 проростков каждого генотипа (шесть биологических повторов на генотип) затем помещали в 300 мкл жидкой среды MS в 4-мл флаконы, снабженные герметичными крышками, содержащими перегородки (Fisher, каталожный № 03-391-22).После инкубации флаконов на свету (16 ч / 8 ч) при 22 ° C в течение 48 ч мы измерили концентрацию этилена в свободном пространстве флакона с помощью газовой хроматографии (Shimadzu GC-2010 Plus). Затем проростки извлекали из флаконов, ненадолго промокали кимвипом, затем взвешивали. Мы подтвердили отсутствие пика этилена для среды во флаконе без проростков. Трансгенные линии были гомозиготными.

Определение судьбы яйцеклетки

Растения каждого генотипа выращивали бок о бок в одних и тех же условиях.Стволы на зрелой зеленой стадии (через 7–10 дней после опыления) собирали с середины главного стебля, за исключением первых 4–5 стеблей и нескольких последних стеблей. Силиконы помещали на двустороннюю ленту, и стенки яичников удаляли с помощью иглы 27,5 калибра под микроскопом для препарирования, как описано ⁵⁹. Судьбы яйцеклеток оценивали в поколении T ₁ для новых восьмицепочечных мутантов acs , поскольку amiRNA, ответственная за образование восьмеричного мутанта, была доминантной.Оплодотворенные яйцеклетки, в которых развивались нормальные на вид эмбрионы, оценивались как «нормальные эмбрионы». Бледно-зеленые, белые или коричневые и несколько уплощенные эмбрионы оценивались как «абортированные эмбрионы». Неоплодотворенные семяпочки, которые были очень маленькими и морщинистыми, оценивались как «неоплодотворенные семяпочки». Изображения были получены с помощью микроскопа со стереоскопическим увеличением (Nikon SMZ1000).

Реципрокные скрещивания и время опыления

Для реципрокных скрещиваний на дополнительном рис. 3 мы вручную скрещивали пестики дикого типа с использованием восьмилепестковой мутантной пыльцы acs и наоборот.В качестве контроля каждый генотип опыляли вручную. Для последующих реципрокных скрещиваний на фиг.2, шестиместный мутант acs (самка) был скрещен с исходным восьмикратным мутантом acs ⁷ (самец) с получением F ₁ растений, гомозиготных по acs шестиугольным нокаутным вставкам. и гемизиготный по трансгену amiR ⁷ (ответственный за создание восьмеричного мутанта acs на шестиугольном фоне acs ).Затем были проведены взаимные скрещивания между F ₁ и диким типом, и полученное потомство было генотипировано для amiR с использованием праймеров, перечисленных в дополнительной таблице S1, для оценки сегрегации гена устойчивости к гентамицину, переносимого трансгеном amiR . Наследование amiR половиной потомства указывало на отсутствие гаметофитного дефекта. (Значительное снижение передачи amiR указывало бы на гаметофитный дефект).Что касается продолжительности опыления, цветы были выхолощены на стадии 12b ²³, а затем опылены вручную пыльцой дикого типа через 24, 36 и 48 часов.

Исследование морфологии цветка / семяпочки

Растения каждого генотипа выращивали бок о бок в одинаковых условиях. Цветы на стадии 12b (до опыления) ²³ и стадии 14 (после опыления) ²³ собирали с середины основного стебля, за исключением первых четырех-пяти цветков и нескольких последних цветков.Некоторые или все внешние органы были удалены. Для изучения морфологии семяпочки цветки на стадии 12b кастрировали, а пестики иссекали через два дня, как описано выше, для определения судьбы семяпочки. Изображения были получены с помощью микроскопа со стереоскопическим увеличением (Nikon SMZ1000).

Визуализация пыльцевой трубки с помощью

proLAT52: GUS
Мутантные цветки дикого типа и acs были выхолощены на стадии цветения 12b ²³, затем опылены вручную через 24 часа с использованием пыльцы дикого типа, экспрессирующей proLAT52: GUS .Для окрашивания GUS пестики собирали через 22 часа после опыления и удаляли стенки яичников, как описано выше, для определения судьбы семяпочек. Расщепленные пестики немедленно помещали в 80% ацетон на 4 часа, затем инкубировали в окрашивающем растворе GUS (5 мМ ферроцианид калия, 5 мМ феррицианид калия, 50 мМ NaPO ₄, pH 7, 0,5 мг / мл 5-бром-4-хлоро -3-индолил-β-D-глюкуроновая кислота) при 37 ° C в течение ночи в темноте во влажной камере. Окрашивание GUS визуализировали с помощью микроскопа Zeiss Axioskop 50, а изображения получали с помощью камеры Sony ILCE-7RM3 при увеличении × 10.Составные изображения создавались попарным сшиванием отдельных изображений с помощью Photoshop CS5 (Adobe).
Окрашивание пыльцевых трубок анилиновым синим
Цветки кастрировали на стадии 12b ¹¹, а через 24 часа пестики опыляли вручную. Пестики отделяли через 18 часов после опыления и фиксировали в смеси этанол: уксусная кислота (3: 1) в течение не менее 2 часов при комнатной температуре, затем регидратировали серией этанола (70% EtOH, 50% EtOH, 30% EtOH, затем ddH _{). 2} О по 10 мин каждая).Затем пестики инкубировали в 8 M NaOH в течение ночи при комнатной температуре, промывали дистиллированной водой в течение 10 минут, затем окрашивали в течение ночи при комнатной температуре обесцвеченным 0,1% анилиновым синим (вес / объем) в темноте, как описано ⁶⁰. Раствор обесцвеченного анилинового синего получали путем приготовления 0,1% (мас. / Об.) Анилинового синего в 108 мМ K ₃ PO ₄ (pH ~ 11). После хранения при 4 ° C в течение ночи раствор фильтровали через воронку, выложенную фильтровальной бумагой, с чайной ложкой порошка активированного угля.Пестики помещали на предметные стекла в 80 мкл раствора красителя анилинового синего с покровным стеклом, затем отображали с помощью микроскопа DeltaVision Elite Deconvolution / TIRF с 10-кратным объективом, используя длину волны возбуждения 420–490 нм и длину волны излучения 510 нм. Составные изображения были созданы с использованием плагина парного сшивания ImageJ ⁶¹ для соединения отдельных изображений. Мы исследовали не менее 15 пестиков на каждый генотип.
Полу-in vivo контрольный анализ в пыльцевой трубке
Полу-in vivo контрольный анализ в пыльцевой трубке выполняли, как описано в ²⁴.Вкратце, после ручного опыления пестик разрезали горизонтально на стыке стебля и завязи, затем помещали в среду для выращивания пыльцевых трубок (18% сахароза; 0,01% борная кислота; 1 мМ CaCl ₂; 1 мМ Ca (NO ₃) ₂; 1 мМ MgSO ₄; 0,5% агар Noble (Difco)) в небольшой чашке Петри (диаметр 35 мм). Затем семяпочки вырезали из пестиков и немедленно помещали в среду так, чтобы концы микропилара были обращены к стилю разреза. Для «конкуренции семяпочек» семяпочки дикого типа и мутантные семяпочки (собранные через 24 часа после выхолащивания на стадии цветения 12b ²³) располагали слева / справа или справа / слева относительно стиля среза.Каждую чашку с агаром (с крышкой) инкубировали на пропитанном водой бумажном полотенце внутри большей чашки Петри (диаметром 150 мм) (с закрытой крышкой) в герметичном контейнере для хранения пищевых продуктов, который также был выстлан пропитанной водой бумагой. полотенце. Через ~ 4 ч при комнатной температуре пыльцевые трубки просматривали под микроскопом Leica M205 FA, а изображения получали с помощью камеры SONY SLT-A55V.
Оценка направления микропилара пыльцевых трубок была основана на отдельных участках под стилем среза. Как показано на дополнительном рис.6, мы определили левую и правую области семяпочки как области, простирающиеся от центра стиля разреза до микропиле крайней левой или крайней правой семяпочки и микропиле самой центральной семяпочки слева или справа, соответственно. Все кончики пыльцевых трубок в левой (или правой) области оценивали как обращенные к семяпочкам слева (или справа). Считалось, что концы пыльцевых трубок между левой и правой областями не обращены ни в одну из областей. Кончики пыльцевых трубок в крайнем левом или крайнем правом углу определенных областей считались выходящими за пределы допустимого диапазона и не включались в общее количество пыльцевых трубок.
Для предварительной обработки ACC мы рассекли пестики через 24 часа после эмаскуляции на стадии цветков 12b ²³, как описано выше для определения судьбы семяпочек, и к каждому рассеченному пестику мы добавили 1,0 мкл 1 мкМ ACC, которые покрыли все семяпочки в пестике. Сразу после впитывания раствора АСС (5–10 мин) семяпочки размещали на агаризованной среде, стараясь не допустить высыхания семяпочек. Предварительную обработку 1,0 мкл стерильного ddH ₂ O использовали в качестве контроля. Для предварительной обработки этиленом рассеченный пестик переносили в агаровую среду полу-in vivo в небольшой чашке Петри, и чашку (с частично открытой крышкой) помещали на пропитанную водой бумажную салфетку в герметичном 1.0 L Банка Мейсона с перегородкой в крышке. Газообразный этилен вводили через перегородку, чтобы обеспечить конечную концентрацию в сосуде 10 частей на миллион. Контроль был закачкой окружающего воздуха. Через 3 часа при комнатной температуре семяпочки помещали в анализ полу-in vivo, как указано выше. Для непрерывной обработки этиленом мы провели весь анализ под этиленом, поместив чашку с агаром, содержащую стигму и яйцеклетки, в сосуд Мейсона, введя этилен до конечной концентрации 10 частей на миллион и инкубируя в течение ~ 4 ч перед визуализацией.
Чтобы проверить, функционирует ли ACC как хемоаттрактант пыльцевых трубок, мы использовали 6% -ные шарики сефарозы (200–300 мкм) (Colloidal Science Solutions) вместо семяпочек. Гранулы предварительно промывали пять раз (по 5 минут каждый) стерильным ddH ₂ O, затем погружали либо в 1 мкМ ACC, либо в ddH ₂ O на 30 минут перед размещением гранул на агаризованной среде с обеих сторон ниже и на равном расстоянии. к, стиль кроя.
кПЦР LURE1s.
РНК экстрагировали из цветков стадии 12b шести- и восьмеричных мутантов acs с использованием набора SpectrumTM Plant Total RNA Kit (Sigma), затем подвергали обратной транскрипции с помощью набора для синтеза кДНК iScript ™ (Bio-Rad).qPCR выполняли на системе Bio-Rad CFX96 с использованием iTaq ^TM Universal SYBR Green Supermix (Bio-Rad) с использованием одной пары праймеров (дополнительная таблица S1) для амплификации консервативной последовательности во всех пяти генах LURE1.1-1.5. Относительную экспрессию рассчитывали с использованием метода 2 ^-ΔΔCT ⁶², нормализующего до TUBULIN5 (AT1G20010.1) с использованием праймеров, показанных в ссылке. ²⁰. Мы выполнили 12 биологических повторов для каждого генотипа и три технических повтора для каждого биологического повтора.
proLURE1.2: Конструкция LURE1.2-eGFP и локализация
Для создания плазмидного остова бинарный вектор pEarleyGate103 (ABRC) расщепляли Mlu I и Pac I, которые удаляли промотор 35S CaMV и GFP последовательность. Следующие фрагменты ДНК были амплифицированы с помощью ПЦР с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1: (a) фрагмент, охватывающий сайт Mlu, I, непосредственно перед началом промотора 35S CaMV, амплифицированный из pEarleyGate103, (b) фрагмент длиной 658 п.н содержащий LURE1.2 промотор / кодирующая область , амплифицированная из геномной ДНК Arabidopsis дикого типа, и (c) кодирующая последовательность eGFP , амплифицированная из плазмиды pK7FWG2 ⁶³ (ABRC). После очистки в геле три фрагмента и остов плазмиды были объединены сборкой Гибсона.
Затем мы заменили ген устойчивости к Basta в полученной плазмиде на ген устойчивости к гигромицину, поскольку восьмеричный мутант acs уже является устойчивым к Basta. Мы удалили ген устойчивости Basta с помощью Kpn I и Cla I, и фрагмент гена устойчивости к гигромицину амплифицировали с помощью ПЦР из pMDC99 с использованием праймеров, перечисленных в дополнительной таблице S1.Фрагменты объединяли сборкой Гибсона, создавая конечную плазмиду proLURE1.2: LURE1.2-eGFP . Растения трансформировали и получали гомозиготные линии, как описано для новых мутантных аллелей acs octuple .
Для визуализации eGFP цветки устойчивых к гигромицину растений T ₂ или гомозиготных растений T ₃ кастрировали на стадии цветения 12c ²³, а пестики собирали через 24 часа, как описано ⁶⁴. Пестики иссекали и помещали на предметные стекла микроскопа, как описано ⁵⁹.Для предварительной обработки ACC (1 мкМ), этиленом (10 ppm) или A23187 (10 мкМ) яйцеклетки обрабатывали, как описано для анализа наведения в пыльцевых трубках semi-in vivo, за исключением того, что их инкубировали в течение 2,5–3,5 часов. После обработки пестики были перенесены на предметные стекла и закреплены с помощью Fluoromount-G ^® (SouthernBiotech) и покровных стекол. Флуоресценцию eGFP визуализировали под лазерным сканирующим конфокальным микроскопом Zeiss LSM 710, соединенным с масляно-иммерсионным объективом × 40, возбуждающим eGFP с помощью аргонового лазера с длиной волны 488 нм.Фокус по оси Z был отрегулирован во время наблюдения.
Нокаут
ein2 в acs восьмеричный мутант
Бинарный вектор V3 ²⁰, несущий меченный eGFP олеозин для скрининга трансформантов, расщепляли Spe I / Eco RI и лигировали с 6275 bp Spe I / Eco RI-фрагмент (содержащий промотор Ec1.2enEC1.1, zCas9 и терминатор RBCS) плазмиды p425-pHEE401E ⁶⁵. Полученную плазмиду расщепляли с помощью Kpn I / Spe I и объединяли сборкой Гибсона с целевой кассетой Gateway (ПЦР-амплифицированная из модифицированной матрицы pHEE401E ²⁰ с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1) для создания целевого вектора p568. .
Чтобы создать вектор трансформации EIN2 CRISPR / Cas9, мы сгенерировали две направляющие РНК, показанные в дополнительной таблице S1), которые нацелены на разные места в последовательности EIN2 . Четыре перекрывающихся фрагмента амплифицировали с помощью ПЦР из pCAMBIA1302-Cas9-sgRNA ⁶⁶ с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1. Фрагменты клонировали с помощью сборки Гибсона в Sal I / Xho I-переваренную pENTR2B (Invitrogen), создавая направляющую плазмиду EIN2 (U6-26pro: gRNA1-scaffold-U6-26 терминатор и U6-26pro: gRNA2 -scaffold-U6-26 terminator), что мы подтвердили секвенированием ДНК.Конструкция была перенесена в p568 путем клонирования Gateway.
Конечная конструкция была трансформирована в восьмеричный мутант acs , как описано выше, за исключением того, что Agrobacterium несла вспомогательную плазмиду pSoup ⁶⁷. T _{1 Семена} были идентифицированы на основе флуоресценции оболочки семян, и генотипирование на основе ПЦР было использовано для идентификации делеций в последовательности EIN2 с использованием праймеров, показанных в дополнительной таблице S1. В поколении Т ₂ мы получили одно растение, которое было гетерозиготным по делеции 407 п.н., и мы идентифицировали гомозиготный мутант с помощью ПЦР-скрининга потомства Т ₃, в котором отсутствовал zCas9 (семена не были флуоресцентными).Гомозиготную линию подтверждали анализом отсутствия этиленового ответа у выращенных в темноте проростков ¹, а затем трансформировали proLURE1.2: LURE1.2-eGFP , как описано выше. T ₁ растений.
proACS8: GUS
Репортерный ген ACS8: GUS ²⁵ (ABRC, # CD3-721) стабильно трансформировали в Arabidopsis дикого типа, как указано выше, и трансформанты отбирали на гентамицине (100 мкг / мл. ). Цветки стадии 12b были выхолощены и стенки яичников были удалены через 24 часа, как описано ⁵⁹.Отсеченные пестики окрашивали и визуализировали на активность GUS, как описано для proLAT52: GUS . Мы проанализировали десять растений T ₁, и шесть показали тот же паттерн экспрессии, что и на дополнительном рис. 7g.
Патч-зажим протопластов
Arabidopsis
Корни собирали у 14-дневных проростков Arabidopsis , выращенных на агаризованной среде MS в течение длительного дня (16 часов) при 19 ° C с планшетами, инкубируемыми вертикально. Раствор для переваривания корней, который готовили за 12 ч до использования и хранили при 4 ° C, состоял из 1.5% мас. / Об. Целлюлазы R10 (Omozuka), 0,4% мас. / Об. Пектолиазы Y23 (Omozuka), 1,5% целлюлозима (Fisher), 0,4 M D-маннитола, 20 мМ MES (pH 5,7, Tris HCl) и 20 мМ KCl) . Раствор нагревали в течение 10 минут при 55 ° C, а затем добавляли BSA и CaCl ₂ до конечной концентрации 0,1% BSA и 10 мМ CaCl ₂. Корни инкубировали в этом растворе в течение 1 ч при 30 ° C при перемешивании. Протопласты центрифугировали и промывали в два последовательных цикла с помощью раствора для ванн с патч-клампом (10 мМ NaCl, 20 мМ CaCl ₂, 90 мМ NMDG-Cl и 10 мМ бис-трис пропан, pH 6.5 (MES)). Раствор для пипетки содержал 140 мМ NaCl, 3 мМ MgCl ₂, 5 мМ EGTA и 10 мМ бис-трис пропан, pH 7,2 (HEPES). Растворы доводили до 400 мОс / моль кг ^-1 с помощью D-маннита. Протопласты хранили на льду до 3 ч до экспериментов. Пипетки извлекали съемником P97 (Sutter Instrument). Их сопротивление составляло 10–20 МОм. Токи регистрировали после создания конфигурации всей клетки ⁶⁸, фильтровали на 1-2 кГц с частотой дискретизации 2-4 кГц с использованием усилителя Axopatch 200 A, интерфейса серии digidata 1200 и программного обеспечения Clampfit6 (Molecular Devices).После входа в цельноклеточную конфигурацию мы ждали 10 мин, пока раствор пипетки не диффундировал в протопласт и ток не стабилизировался. Протокол напряжения состоял из импульсов длительностью 1,6 с от -140 мВ до + 60 мВ (с шагом 20 мВ) как до, так и через 5 минут после добавления либо ACC, либо GdCl ₃ к раствору ванны.
Ca
²⁺ визуализация в клетках COS-7
Клетки COS-7 (ATCC и Sigma-Aldrich) поддерживали при 37 ° C и 5% CO ₂ в модифицированной Дульбекко среде Игла с добавлением 5% эмбриона бычья сыворотка и 1% пенициллин / стрептомицин (Gibco) и трансфицировали при низком пассаже ( P <7).Клетки COS-7 высевали с плотностью слияния 50% в чашки диаметром 35 мм и трансфицировали с использованием FugeneHD (Promega), как указано поставщиком. Для визуализации Ca ²⁺ pCI (0,6 мкг или 1 мкг) или pCI- PpGLR1 ²⁸ (1 мкг) котрансфицировали с pEF1-YC3.6 (0,5 мкг). Клетки COS-7 переносили в новые чашки Петри через 24 ч после трансфекции (обработкой трипсином) при низкой плотности.
Для визуализации Ca ²⁺ клетки COS-7, экспрессирующие YC3.6, промывали в растворе, не содержащем Ca ²⁺ (1 мМ EGTA, 10 мМ бис-трис-пропан, забуференный до pH 7.3 (HEPES) и установлен на 335 мосмоль кг ^-1 с D-маннитом). Клетки визуализировали в растворе, не содержащем Ca ²⁺, в течение 2,5 мин перед добавлением Ca ²⁺ до конечной концентрации 14,5 мМ. Визуализацию выполняли при комнатной температуре с использованием микроскопа DeltaVision Elite Deconvolution / TIRF (Olympus инвертированный IX-71) под линзой 60 × (водная линза 1,2NA UPLSAPO / WD 0,28 мм), как описано ⁶⁹. Ксеноновая лампа системы DeltaVision использовалась с фильтром возбуждения CFP (438–424 нм).Были зарегистрированы две одновременные записи эмиссии: эмиссия YFP (548-522 нм) и эмиссия CFP (475-424 нм). Чтобы свести к минимуму обесцвечивание, лазер был установлен на 2%. Изображения YFP и CFP были записаны с выдержкой 0,3 с. Цейтраферная съемка производилась с интервалом дискретизации 30 с. Изображения обрабатывались с помощью ImageJ ⁵³. Коэффициенты были получены после вычитания фона и ограничения сигнала с использованием плагина «Ratio-plus» для ImageJ, как описано ⁶⁹. В экспериментах по скринингу лигандов (рис.3d и дополнительный рис. 8d), значения были умножены в сто раз. Сигнал каждого канала усреднялся по кругу в середине ячейки (диаметром 100–200 пикселей в зависимости от размера ячейки). Отношение YFP / CFP было получено делением эмиссии, зарегистрированной для YFP (548–522 нм), на эмиссию, зарегистрированную для CFP (475–424 нм). В наших экспериментальных условиях не наблюдалось значительного обесцвечивания или дрейфа соотношения. Для стандартизации ответов YC3.6 базовые значения (пять точек до нанесения Ca ²⁺) усреднялись, а затем вычитались из каждого записанного измерения.Интегрированная площадь под кривой была рассчитана в SigmaPlot 11.0 (Systat Software Inc) путем рисования наиболее подходящей линии и использования встроенного макроса «Площадь ниже кривых».
Ca
²⁺ визуализация в ein2-5 яйцеклетках
Мы скрестили цитозольный репортер GCaMP3 дикого типа (подарок Саймона Гилроя, Университет Висконсина, Мэдисон) с мутантом ein2-5 и идентифицировали двойной гомозиготы в F ₃ на основании нечувствительности к этилену и устойчивости к канамицину (50 мкг / мл).Цветки кастрировали на стадии 12c, и через 24 часа семяпочки вырезали из рассеченных пестиков и помещали на тонкий слой агаровой среды, созданной путем распределения 100 мкл среды для прорастания пыльцы ²⁴ по всему покровному стеклу чашки Петри со стеклянным дном ( MatTek, P35G-1.0-14-C). Сигналы
Ca ²⁺ визуализировали под микроскопом Nikon ECLIPSE с использованием сухих линз PlanApo 20 × (NA0,75) или 40 × (NA1,0). Длину волны контролировали с помощью системы флуоресцентного освещения Prior Lumen 200 Pro с фильтром GFP, а изображения снимали камерой iXON3 ANDOR с использованием Micro-Manager 1.4.16. Перед обработкой мы визуализировали яйцеклетки каждые 10 с в течение 2 мин. Для обработки 5 мкл ACC (500 мкМ), CNQX (50 мкМ) или стерильного ddH ₂ O добавляли к поверхности среды для проращивания, покрывающей все семяпочки, и микроскоп немедленно перефокусировали. Затем мы визуализировали яйцеклетки каждые 10 с в течение 10 мин. Для образцов, обработанных CNQX, мы впоследствии добавили ACC (500 мкМ) и продолжали визуализацию каждые 10 с в течение 10 минут. Мы визуализировали 10 яйцеклеток, обработанных ACC, 11 яйцеклеток, обработанных ACC после предварительной обработки CNQX, и 13 яйцеклеток, обработанных ddH ₂ O.
Мы количественно оценили интенсивность сигнала Ca ²⁺ с помощью ImageJ ⁷⁰. Мы выбрали всю яйцеклетку в качестве «области интереса (ROI)» и количественно оценили флуоресценцию ROI, выбрав «Среднее» в разделе «Установить измерения». В меню ROI мы выбрали «больше» и «несколько измерений», чтобы получить среднее значение в пикселях по всем временным точкам. Мы вычитали фоновую флуоресценцию из каждого значения пикселя яйцеклетки. Фон был определен путем измерения значения пикселей трех пустых областей, каждая из которых имеет такой же размер и форму, как яйцеклетка, и затем усреднения значений.Дальнейшая обработка была произведена путем нормализации последовательностей до фоновых значений и применения ICA LUT для визуализации.
Относительный временной ход отношения дисперсии Ca ²⁺ (рис. 4b) был рассчитан как ( F _n — F _{n −1}) / F _{n -1}, где F _n — значение флуоресценции в момент времени n , а F _{n -1} — значение в один момент времени до.Процент увеличения сигнала Ca ²⁺ (рис. 4c) был рассчитан как ( F _max — F ₀) / F ₀, где F ₀ — значение для первого кадра во временном ряду и F _max — максимальное значение в ряду.
Статистический анализ
Все измерения проводились на разных образцах. Все статистические анализы были выполнены с использованием Prism (8.0.1, GraphPad) или SigmaPlot (v11.0, Systat Software Inc.). Для сравнения между двумя группами мы использовали t -тест (двусторонний) для популяций, имеющих нормальное (гауссово) распределение, когда обе группы имели одинаковое стандартное отклонение. Когда у двух популяций не было одинакового стандартного отклонения, мы использовали t -тест с поправкой Велча (двусторонний). Для популяций без нормального (гауссовского) распределения мы использовали два непараматрических критерия: критерий Манна – Уитни для сравнения рангов и критерий Колмогорова – Смирнова для сравнения кумулятивного распределения.Для сравнения между несколькими группами мы использовали односторонний дисперсионный анализ с апостериорным тестом HSD Тьюки для популяций, которые имеют нормальность остатков и одинаковое стандартное отклонение. Когда SD были неравными, мы использовали тесты Уэлча ANOVA с апостериорным T2-тестом Тамана. Для данных, не имеющих нормального распределения остатков, мы использовали непараметрический критерий Краскела – Уоллиса с апостериорным критерием Данна. Для Рис. 3a, b и дополнительных Рис. 8а, б мы использовали ANOVA. Для рис. 3d и дополнительного рис. 8d мы использовали тест Даннета для сравнения нескольких экспериментальных обработок с одним контролем.Для рис. 3c мы использовали двухфакторный дисперсионный анализ RM с поправкой Гейссера-Парника с апостериорным тестом HSD Тьюки, чтобы сравнить среднее значение для каждой кривой.
Краткое изложение отчета
Дополнительная информация о дизайне исследования доступна в Резюме отчета об исследовании природы, связанном с этой статьей.
Капиллярное действие — Химия LibreTexts
Капиллярное действие можно определить как подъем жидкости через тонкую трубку, цилиндр или проницаемое вещество за счет адгезионных и когезионных сил, взаимодействующих между жидкостью и поверхностью.Когда межмолекулярное связывание самой жидкости существенно хуже поверхности вещества, с которым она взаимодействует, возникает капиллярность . Также диаметр контейнера, а также силы тяжести будут определять количество поднимаемой жидкости. Хотя вода обладает этим уникальным свойством, жидкость, подобная ртути, не будет обладать такими же свойствами из-за того, что она имеет более высокую силу сцепления, чем силу сцепления.
Силы в капиллярном действии
Три основные переменные, которые определяют, обладает ли жидкость капиллярным действием:
Сила сцепления : Это межмолекулярная связь вещества, при котором его взаимное притяжение заставляет их сохранять определенную форму жидкости.
Поверхностное натяжение : Это происходит в результате схожих молекул, сил сцепления, которые объединяются вместе, образуя непроницаемую поверхность на водоеме. Поверхностное натяжение измеряется в Ньютон / метр.
Сила сцепления : Когда возникают силы притяжения между непохожими молекулами, это называется силами сцепления.
Капиллярное действие возникает только тогда, когда силы адгезии в жидкости превышают силы сцепления, которые неизменно становятся поверхностным натяжением.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): можно увидеть, что в воде сила адгезионных сил больше, чем сила когезионных сил. Это приводит к вогнутому образованию воды в капиллярной трубке; это известно как капиллярное притяжение. В качестве альтернативы для ртути силы сцепления сильнее, чем силы сцепления, что позволяет мениску отклоняться от стенок капиллярной трубки. Это известно как капиллярное отталкивание. Commons.wikimedia.org/wiki/Fi… (PSF) (bjl) .svg
Хороший способ запомнить разницу между адгезионными и когезионными силами состоит в том, что с и гексирующими силами вы добавляете еще один набор молекул, молекул поверхности, чтобы жидкость связь с. При силе взрыва и молекулы жидкости только и будут действовать со своим собственным видом. Снижение поверхностного натяжения также увеличивает капиллярное действие. Это связано с тем, что уменьшение поверхностного натяжения означает, что межмолекулярные силы уменьшаются, тем самым уменьшая силы сцепления.В результате капиллярное действие будет еще больше.
Рисунок \ (\ PageIndex {2} \): Масштабируемая иллюстрация капиллярного действия для капилляров с большим и малым диаметром, а также для положительных и отрицательных углов смачивания. (Общественное достояние; Эдуард Конечный через Википедию).
Приложения
Практическое использование капиллярного действия очевидно во всех формах нашей повседневной жизни. Это позволяет эффективно и эффективно выполнять наши задачи. Некоторые применения этого уникального свойства включают:
Основные свойства используются для поглощения воды с помощью бумажных полотенец.Благодаря своим когезионным и адгезионным свойствам жидкость впитывается в бумажное полотенце. Жидкость с определенной скоростью течет в бумажное полотенце.
Метод, называемый тонкослойной хроматографией, использует капиллярное действие, при котором слой жидкости используется для отделения смесей от веществ.
Капиллярное действие естественным образом помогает нам выкачивать слезную жидкость в глаза. Этот процесс очищает глаза и удаляет всю пыль и частицы, которые находятся вокруг протоков глаза.
Для выработки энергии: Капиллярное действие можно использовать в качестве источника возобновляемой энергии.Позволяя воде подниматься по капиллярам, испаряться, когда достигает вершины, конденсату и опускаться обратно вниз, вращая турбину на своем пути для создания энергии, капиллярное действие может производить электричество! Хотя эта идея все еще находится в разработке, она показывает потенциал, который имеет капиллярное действие, и насколько это важно.
Рисунок \ (\ PageIndex {3} \): Капиллярное действие проявляется в природе повсюду вокруг нас. Эти свойства позволяют воде проникать через ксилему растения.Вода начинается с корней и поднимается вверх к самым высоким ветвям растения. commons.wikimedia.org/wiki/File:GemeineFichte.jpg
При измерении уровня жидкости в пробирке или бюретке для получения точных показаний обязательно измерять уровень жидкости на линии мениска. Можно измерить высоту (обозначенную буквой h) пробирки, бюретки или другого столба жидкости, используя формулу:
\ [h = \ dfrac {2 \ gamma \ cos \ theta} {\ rho \; g \; r} \]
В этой формуле
γ представляет собой поверхностное натяжение в среде жидкость-воздух,
θ — угол контакта или степень контакта,
ρ — плотность жидкости в репрезентативном столбе,
g — ускорение за счет силы тяжести и
r — радиус трубки, в которой находится жидкость.{-5}} {r} \]
Однако для выполнения этой формулы должны выполняться следующие условия.
γ = 0,0728 Н / м (при температуре воды 20 ° C)
θ = 20 °
ρis 1000 кг / м ³
г = 9,8 м / с ²
Формула для определения объема жидкости, переносимой в среде:
Когда определенные пористые объекты сталкиваются с жидкой средой, она начинает поглощать жидкость со скоростью, которая фактически уменьшается с течением времени.Эта формула записывается как:
\ [V = S * A \ sqrt {t} \]
В этой конкретной формуле
A — влажная зона (поперечное сечение),
S — сорбционная способность (способность среды абсорбировать с использованием процесса капиллярного действия),
V — объем жидкости, поглощенной за время, т .
Вопросы
Назовите один способ усиления капиллярного действия и один способ его уменьшения.
Если сцепление больше адгезии, будет ли мениск выпуклым или вогнутым?
Какой была бы высота жидкости в столбе на Земле с поверхностным натяжением жидкость-воздух 0f 0,0973 Н / м, углом контакта 30 градусов, плотностью 1200 кг / м ³? Учтите, что радиус трубки составляет 0,2 метра.
Какой была бы высота воды в стеклянной трубке радиусом 0,6 мм?
Решения
Увеличьте капиллярное действие: увеличьте температуру, уменьшите диаметр капиллярной трубки, выполните любое количество действий для уменьшения поверхностного натяжения и т. Д.! Уменьшение капиллярного действия: шаги, противоположные шагам, которые вы предпримете для увеличения, также увеличивают плотность жидкости, с которой вы работаете.
Мениск приведет к выпуклому образованию.
Используя приведенную выше формулу, высота жидкости будет 7,165 * 10 ^-5 м в высоту.
Используя приведенную выше формулу, высота воды в стеклянной трубке будет 0,014 м.
Список литературы
Петруччи, Ральф и Уильям Харвуд. Ф. Джеффри Херринг. Джеффри Мадура. Общая химия: принципы и современные приложения. 9 изд. Река Аппер Сэдл, Нью-Джерси: Пирсон, 2007.
Циклический гравитационный генератор энергии капиллярного действия для тепличной жидкости, Р. Смит, 9.11.2005 14:38,
Капиллярное действие, Википедия
Capillary Action, от USGS Water Science for Schools. » USGS Georgia Water Science Center — Домашняя страница . Интернет. 4 июня 2011 г.
Авторы и авторство
Ахилл Пейрис, Бекки Штейн
точек для сноутюбинга в Чистом Мичигане

Ага, зима в Мичигане.Идеальное время, чтобы выйти и насладиться любимыми занятиями на снегу, особенно сноутюбингом!
Представьте, что вы спускаетесь с холма, вдыхаете свежий холодный воздух и любуетесь красивыми пейзажами Мичигана. Если это звучит как идеальный способ провести день или даже выходные, вот пять любимых мест, которые любезно предоставила Джанель Уиттинг из The Awesome Mitten.
Мы рекомендуем вам связаться с любым местом назначения напрямую, чтобы подтвердить часы работы и протоколы безопасности.Чтобы узнать о мерах предосторожности в масштабе штата, посетите страницу «Безопасное путешествие» здесь.
НКТ в Timberlee Hills | Фото любезно предоставлено TimberleeHills.com

Timberlee Hills претендует на звание самого большого холма для тюбинга / санки в Мичигане, и он определенно получает несколько баллов за то, что он простой — нет установленных полос движения, нет ограничений по высоте и простая система буксировки, которая поможет вам в запасе. холм для большего количества поездок. Доступны двойные трубки, и вы можете получить горячую еду в кафе после долгого дня приключений!
Тем, кто живет в Юго-Восточном Мичигане, сложно найти поблизости сноутюбинг.Однако в этом районе много холмов для катания на санях, и две из них находятся в Стоуни-Крик! Вы можете найти их рядом с зонами для пикников Gladeview и West Branch. В Стоуни-Крик даже есть специальный спуск для тобоггана! Вы также можете заняться ходьбой на снегоступах и покататься на беговых лыжах в течение насыщенного веселого зимнего дня.
Альпийские трубки на курорте Шэнти Крик | Фото любезно предоставлено Шэнти-Крик

Альпийский тюбинг в Шэнти-Крик может похвастаться восемью полосами для катания на сноутюбингах, а также буксиром, чтобы кататься было легко. Билеты можно покупать с шагом в один или два часа, но если вы действительно хардкор, вы можете купить абонемент на тюбинг! Для тех, кто хочет исследовать другие зимние развлечения, Шэнти-Крик полон возможностей, от катания на лыжах до поездок на собачьих упряжках.
Если вы хотите получить незабываемые впечатления от катания на сноутюбинге на Верхнем полуострове, остановитесь на Gladstone Sports Park. Благодаря единственному обратному лифту в UP, его обязательно нужно посетить тем, кто не любит подниматься обратно на холм. Кроме того, вы также можете покататься на горных лыжах, на коньках или взять уроки в лодже.
Альпийский тюбинг | Фото любезно предоставлено Шэнти-Крик

Снежная змея — это скрытая жемчужина в центре Мичигана. Сноутюбинг-холм является популярной достопримечательностью наряду с несколькими лыжными трассами для начинающих и среднего уровня и отличной программой уроков.В отеле также есть бар и гриль, а также пакеты услуг, включающие проживание в соседнем отеле Doherty.
Запланируйте сеанс захватывающих зимних приключений на экстремальном холме для тюбинга Treetops. Холм опускается на 80 футов с расстояния 400 футов, обеспечивая идеальные условия для захватывающей поездки, которая заставит вас возвращаться снова и снова. Буксировочный трос Treetops доставит вас прямо на вершину, чтобы вы могли снова и снова испытывать захватывающие ощущения от труб. Вы также можете найти фантастическое катание на лыжах в этом знаковом месте Мичигана.
Парк Top Notch Tube на горе
Boyne Mountain создан для того, чтобы подарить вам идеальные ощущения от трубки. Их конвейер позволяет расслабиться в трубке, пока вас поднимут на вершину холма. С тремя полосами движения и одеялом из свежего снега в разгар зимнего сезона этот парк должен быть местом в вашем зимнем списке.
Остров Ястреба | Фото любезно предоставлено Pure Michigan

Ястребиный остров является домом для всего, от живописных заснеженных трасс до захватывающих сноутюбингов, и все это недалеко от центра города Лансинг.Запрыгивайте в трубу и спускайтесь по одной из обозначенных полос на их холме для сноутюбинга шириной 16 футов, затем прокатитесь по волшебному ковру обратно на вершину, чтобы проделать это снова и снова. Завершите день разогревом кружки горячего шоколада у костра.
Тюбинг-парк в Бойн-Хайлендс является домом для 800-футовой трассы для тюбинга, которая отправит вас в гонку по снегу для незабываемой поездки. Хватай трубку и возвращайся в гору, чтобы повторить все это снова. Этот тюбинг-парк не зря является одним из самых ярких мест Бойн-Хайлендс!
Hanson Hills Recreation Area предлагает одни из лучших зимних развлечений в Мичигане, и их холм для сноутюбинга не исключение.Их канатный подъемник доставит вас прямо на вершину, чтобы вы с легкостью спустились по одной из их захватывающих полос. Также обратите внимание на некоторые другие забавные зимние развлечения, такие как катание на лыжах, сноуборде и ходьба на снегоступах.
Тюбинг на горнолыжном курорте Кэннонсбург | Фото любезно предоставлено Спенсером Смоленом

Отправляйтесь в горнолыжный курорт Кэннонсбург, чтобы провести незабываемый день катания на сноутюбинге, всего в 20 минутах езды от центра города Гранд-Рапидс. Длинные холмистые трассы идеально подходят для участников, спускаясь на полную скорость.Затем поднимите ковер-самолет наверх. Если вы жаждете новых зимних приключений, посетите их 21 холм для катания на лыжах и сноуборде, чтобы сделать его идеальным зимним днем, наполненным активными событиями.
В Echo Valley вас ждут разнообразные развлечения для скоростных спусков, которые расширили свой холм для тюбинга, чтобы предложить еще более длительные и крутые прогулки. Асфальтированная и обогреваемая дорожка обратно на вершину сделает ваше возвращение на вершину легким ветерком. Кроме того, обратите внимание на их трассы для катания на санях, где вы можете разогнаться до 60 миль в час, прежде чем остановиться.Затем встретите свой тобогган на вершине холма, поскольку он поднимается вверх на новом подвесном подъемнике.

Об авторе: Джанель Виттинг — копирайтер по профессии, но обычно вы можете встретить ее читающей книги о Гарри Поттере, едой чипсов Better Made или прижимающейся к своим спасенным щенкам.
.

0 17.07.2021
Разное