एक बॉल पेन तत्त्वावर कार्य करते-

संकल्पना:

पृष्ठताण:

• हे बल प्रति एकक लांबी (किंवा प्रति एकक क्षेत्रावरील पृष्ठभाग उर्जा) आहे जे द्रव आणि इतर कोणत्याही पदार्थाच्या दरम्यान आंतरपृष्ठाच्या समतल भागामध्ये कार्य करते.
• आंतरपृष्ठामधील रेणूंमध्ये अंतर्भागातील रेणूंच्या तुलनेत ही अतिरिक्त ऊर्जा देखील आहे.
• पृष्ठताणावाचा एक परिणाम म्हणजे मुक्त द्रव थेंब आणि फुगे गोलाकार असतात जर गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रभावांकडे दुर्लक्ष केले जाऊ शकते.
• तुम्ही हे विशेषतः हाय-स्पीड स्प्रे किंवा जेटमध्ये तयार झालेल्या छोट्या थेंबांमध्ये आणि आपल्यापैकी बहुतेकांनी लहानपणी उडवलेल्या साबणाच्या बुडबुड्यांमध्ये स्पष्टपणे पाहिले असेल.
• द्रव-हवा आंतरपृष्ठामध्ये ऊर्जा असते, म्हणून दिलेल्या घनतेसाठी, किमान उर्जा असलेला पृष्ठभाग ही सर्वात कमी क्षेत्रफळ असते.
• हा गोलाचा गुणधर्म आहे. म्हणून, द्रवाचे थेंब गोलाकार असतील.

केशिका क्रिया:

• जर केशिका नलिकेचे एक टोक काच ओले करणाऱ्या द्रवामध्ये टाकले तर असे आढळून येते की तो द्रव एका विशिष्ट उंचीपर्यंत केशिका नलिकेमध्ये चढतो.
• ही वाढ पृष्ठभागावर कार्य करणार्‍या पृष्ठताणाच्या आतील खेचामुळे होते ज्यामुळे द्रव केशिका नलिकेमध्ये ढकलतो.
• जेव्हा द्रावणाचा आंतररेणू परस्परसंवाद तो ज्या सामग्रीशी संवाद साधतो त्याच्या पृष्ठभागापेक्षा लक्षणीयदृष्ट्या निकृष्ट असतो, तेव्हा केशिका क्रिया होते.
• हे तेव्हाच घडते जेव्हा द्रवमधील बंधक बल एकसंध बलांपेक्षा जास्त असतात, जे अपरिहार्यपणे पृष्ठताणात विकसित होतात.

• द्रव वाढते किंवा कमी होते, (h) ची उंची द्वारे दर्शविली जाते
• h=2Tcos⁡θdρg" id="MathJax-Element-6-Frame" role="presentation" style="position: relative;" tabindex="0">h=2Tcosθdρgh=2Tcos⁡θdρg ${\rm{h}} = \frac{{2{\rm{\;T}}\cos {\rm{\theta }}}}{{{\rm{d\;\rho \;g}}}}$
• जेथे T = पृष्ठताण, θ = संपर्क कोन, d = केशिका नलिकेचा व्यास, ρ = द्रवाची घनता, g = गुरुत्वाकर्षणामुळे होणारे त्वरण

स्पष्टीकरण:

• बॉलपॉईंट पेनच्या कार्याची मुख्य तत्त्वे म्हणजे पृष्ठताण आणि केशिका क्रिया.
• जेव्हा आपण पाण्याच्या पात्रात नलिका टाकतो तेव्हा केशिका क्रियेमुळे जरी सुरुवातीला पाण्याचा पृष्ठभाग अवतल असेल आणि आसंगी बलाच्या वर्चस्वामुळे केशिकामध्ये पाणी वर जाईल आणि पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कमी करण्यासाठी आणि पृष्ठभागाची ऊर्जा कमी करण्यासाठी पृष्ठभाग सपाट होईल.
• पृष्ठताण हे याचे कारण आहे.
• बॉलपॉईंट पेनच्या बाबतीतही असेच घडते.
• रिफिल भांड्यासारखे आहे आणि शाई पाण्यासारखी आहे आणि बॉल होल्डर नलिकेसारखे आहे.
• आता केशिका क्रियेमुळे शाई रिफिलमधून बाहेर पडून बॉल होल्डरमध्ये प्रवेश करेल आणि बॉल आणि पेपरमधील घर्षणामुळे बॉल रोल होईल आणि काही वेळाने शाई कागदावर चिकटेल.
• आता पृष्ठताण जास्त असेल तर शाई नीट पसरणार नाही.
• जर पृष्ठताण कमी असेल तर शाई खराब होऊ शकते.
• म्हणून, बॉलपॉईंट पेनच्या कार्यासाठी पृष्ठताण जबाबदार असतो.
• म्हणून, योग्य उत्तर पृष्ठताण आहे.