Kenapa Pasir Basah Boleh Dibentuk?

Pasir kering mudah mengalir apabila kita cuba membentuknya. Tambahkan sedikit air, dan pasir boleh dipadatkan menjadi istana atau bentuk lain. Air tidak bertindak seperti gam pepejal. Sebaliknya, sejumlah kecil cecair boleh membentuk jambatan antara butiran bersebelahan dan menghasilkan daya tarikan kapilari.

Nota Istilahkohesi: Kecenderungan bahagian-bahagian sesuatu bahan untuk kekal bersama akibat daya yang bertindak antara komponennya.

Air membentuk jambatan kecil

Apabila pasir hanya lembap, air berkumpul di kawasan sentuhan atau celah kecil antara butiran. Permukaan air yang melengkung membentuk meniskus. Tegangan permukaan dan perbezaan tekanan merentasi permukaan melengkung itu menghasilkan daya kapilari yang menarik butiran berdekatan antara satu sama lain.

Dalam pasir lembap, jambatan kapilari antara butiran menghasilkan daya tarikan yang menambah kohesi. Rajah ini skematik dan tidak menunjukkan semua bentuk liang atau taburan air sebenar.

Lebih banyak air tidak semestinya lebih baik

Kesan ini paling jelas dalam julat kandungan air tertentu. Jika air terus ditambah, jambatan cecair boleh bergabung menjadi kawasan cecair yang lebih besar. Apabila ruang antara butiran semakin tepu, keadaan daya dalam bahan berubah. Sebab itu pasir yang sangat basah tidak semestinya menghasilkan binaan yang lebih kukuh daripada pasir yang cukup lembap.

SkalaJambatan kapilari terbentuk pada skala celah antara butiran. Bentuk dan kekuatannya bergantung pada saiz butiran, jumlah air, tegangan permukaan dan kebolehbasahan permukaan.

Bagaimana kita mengetahui hal ini?

Bagaimana kita tahu?

Pemerhatian
Pasir kering mudah runtuh, manakala pasir dengan sedikit air boleh mengekalkan cerun dan bentuk yang lebih tegak.
Bukti
Eksperimen bahan berbutir menunjukkan bahawa jambatan kapilari terbentuk antara butiran basah dan kohesi berubah apabila tegangan permukaan serta kandungan cecair berubah.
Inferens
Kestabilan tambahan datang daripada daya antara butiran yang diwujudkan oleh cecair, bukan kerana butiran pasir berubah menjadi bahan lain.
Model
Model bahan berbutir lembap mewakili pasangan butiran sebagai dihubungkan oleh meniskus cecair yang boleh menarik kedua-duanya sehingga jambatan itu pecah apabila jaraknya cukup besar.
Batasan
Pasir sebenar mempunyai butiran tidak seragam. Kekuatannya turut dipengaruhi bentuk butiran, geseran, pemadatan, jenis cecair dan tahap ketepuan.

Uji KefahamanSoalan 1 daripada 3

Mengapa sedikit air membantu pasir mengekalkan bentuk?