第三章__液體的表面現(xiàn)象cjl

1、上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-191上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-192 上章討論的是液體流動(dòng)時(shí)的規(guī)律，液體還有一個(gè)上章討論的是液體流動(dòng)時(shí)的規(guī)律，液體還有一個(gè)顯著的特征是它的自由表面，由于自由表面的存在，顯著的特征是它的自由表面，由于自由表面的存在，使其出現(xiàn)了各種各樣的表面現(xiàn)象。使其出現(xiàn)了各種各樣的表面現(xiàn)象。 液體內(nèi)部由于分子的紊亂運(yùn)動(dòng)，各個(gè)方向的物理性液體內(nèi)部由于分子的紊亂運(yùn)動(dòng)，各個(gè)方向的物理性質(zhì)是完全相同的，即各向同性。質(zhì)是完全相同的，即各向同性。 在液體表面，無論是液體與氣體之間的自由表面，在液體表面，無論是

2、液體與氣體之間的自由表面，兩種不能混合的液體之間的液面或是液體與固體之間兩種不能混合的液體之間的液面或是液體與固體之間的液面，各個(gè)方向的性質(zhì)就很不相同，出現(xiàn)的液面，各個(gè)方向的性質(zhì)就很不相同，出現(xiàn)表面張力，表面張力，表面能，液面附加壓強(qiáng)，毛細(xì)現(xiàn)象表面能，液面附加壓強(qiáng)，毛細(xì)現(xiàn)象等一系列表面現(xiàn)象。等一系列表面現(xiàn)象。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1933.1 3.1 液體的表面張力和表面能液體的表面張力和表面能液體的表面層和表面能液體的表面層和表面能表面張力系數(shù)表面張力系數(shù)上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1941 1、表面張

3、力現(xiàn)象：、表面張力現(xiàn)象：2 2、用分子力來解釋表面張力：用分子力來解釋表面張力：分子平衡距離為：分子平衡距離為r0 10-10m，當(dāng)分子間距當(dāng)分子間距rr0時(shí)：時(shí)：a) 滿足滿足10-10mr010-9m時(shí)分子力為時(shí)分子力為引力引力b) 滿足滿足r010-9m時(shí)分子力趨近于時(shí)分子力趨近于0液體表面如緊張的薄膜，有收縮成面積最小的趨勢。液體表面如緊張的薄膜，有收縮成面積最小的趨勢。如：荷葉上的小水滴收縮成球形，如：荷葉上的小水滴收縮成球形， 玻璃板上的水銀小滴收縮成球形，玻璃板上的水銀小滴收縮成球形， 縫衣針可以輕輕地放在水面上而不下沉縫衣針可以輕輕地放在水面上而不下沉等。等。都說明液體表面有張

4、力的存在，這種能使表面縮小的都說明液體表面有張力的存在，這種能使表面縮小的張力為張力為表面張力表面張力。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-195 分子作用球：分子作用球：分子引力分子引力有效有效作用范圍是半徑為作用范圍是半徑為10-9m的球形區(qū)域，的球形區(qū)域，落在此球面內(nèi)的所有分子對球心分子都有引力作用落在此球面內(nèi)的所有分子對球心分子都有引力作用， 這個(gè)球稱為這個(gè)球稱為分子作用范圍分子作用范圍或或分子作用球。分子作用球。 表面層：表面層：液體表面取厚度等于分液體表面取厚度等于分子作用球半徑的一層子作用球半徑的一層為為液體表面層。液體表面層。表面層里表面層里的

5、分子受力情況與液體的分子受力情況與液體內(nèi)部有所不同內(nèi)部有所不同 。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-196：表面張力產(chǎn)生原因表面張力產(chǎn)生原因：表面層內(nèi)表面層內(nèi)液體分子受到指向液體內(nèi)部的力的作用，宏液體分子受到指向液體內(nèi)部的力的作用，宏觀上表現(xiàn)為觀上表現(xiàn)為表面張力表面張力。所有位于表面層內(nèi)部的液體分子都受到垂直液面并所有位于表面層內(nèi)部的液體分子都受到垂直液面并指向液體內(nèi)部的分子引力作用。指向液體內(nèi)部的分子引力作用。( (而這些引力又被一而這些引力又被一些十分靠近的的斥力所平衡，使這些分子能夠停留些十分靠近的的斥力所平衡，使這些分子能夠停留在液體的表面層。在液體

6、的表面層。) ) 3 3、表面能：、表面能： 將液體內(nèi)部分子移動(dòng)到表面層，需要克服引力作功，將液體內(nèi)部分子移動(dòng)到表面層，需要克服引力作功，使分子勢能增加使分子勢能增加, ,所以表面層分子具有更多的勢能：所以表面層分子具有更多的勢能：上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-197推論：推論：a):a):系統(tǒng)總有將勢能減少到系統(tǒng)總有將勢能減少到 最小的趨勢，所以最小的趨勢，所以液體液體 表面積總是收縮到最小。表面積總是收縮到最小。b):b):若要增加液體表面積，若要增加液體表面積， 需要作功移動(dòng)更多的分需要作功移動(dòng)更多的分 子進(jìn)入表面層，增加勢能。子進(jìn)入表面層，增加勢

7、能。定義：定義：增加單位面積的液體表面積所作的功為增加單位面積的液體表面積所作的功為 液體的液體的表面能表面能。單位：。單位：J/m2上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1982 2、表面張力的、表面張力的方向方向： 1 1、表面張力系數(shù)表面張力系數(shù) ： 液面上單位長度的張力。用液面上單位長度的張力。用 表示，單位：表示，單位：N/m 對于液體的邊界上或液體表面上任何一條線的兩側(cè)對于液體的邊界上或液體表面上任何一條線的兩側(cè)物質(zhì)，彼此之間都有拉力作用，這個(gè)物質(zhì)，彼此之間都有拉力作用，這個(gè)拉力處在液面平面拉力處在液面平面之內(nèi)并與該線垂直之內(nèi)并與該線垂直。如下圖所示

8、：。如下圖所示：金屬絲環(huán)金屬絲環(huán)絲線絲線(a)(a)絲線套內(nèi)肥皂膜未刺破時(shí)絲線套內(nèi)肥皂膜未刺破時(shí)(b)(b)絲線套內(nèi)肥皂膜刺破時(shí)絲線套內(nèi)肥皂膜刺破時(shí)上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1994 4、若液膜有兩個(gè)表面：、若液膜有兩個(gè)表面：如圖：如圖：U U形金屬框架形金屬框架ABCDABCD有有一可以滑動(dòng)的金屬絲一可以滑動(dòng)的金屬絲BCBC，其其上有一液體薄膜。上有一液體薄膜。LF2LABCDBCx為保持金屬絲不動(dòng)需要有為保持金屬絲不動(dòng)需要有一外力一外力F F將將BCBC邊拉住。邊拉住。3 3、表面張力的、表面張力的大小大小： 跟液面設(shè)想（或研究）的分界線的長度成

9、正比，跟液面設(shè)想（或研究）的分界線的長度成正比， 可以寫成：可以寫成： lf上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1910由于液薄膜有兩個(gè)表面，所以金屬絲平衡時(shí)有：由于液薄膜有兩個(gè)表面，所以金屬絲平衡時(shí)有：LF2或或LF 2/1 1）表面張力系數(shù)）表面張力系數(shù) 與液體的性質(zhì)（純凈度）有關(guān)，隨與液體的性質(zhì)（純凈度）有關(guān)，隨 溫度變化溫度變化： T說明：說明：2 2）表面張力不隨面積變化，因?yàn)橐好娣肿娱g距不變，）表面張力不隨面積變化，因?yàn)橐好娣肿娱g距不變， 這與彈性膜彈力不同。這與彈性膜彈力不同。 上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6

10、-19113）表面張力系數(shù)與表面能的關(guān)系：）表面張力系數(shù)與表面能的關(guān)系：LF2LABCDBCx若若 F 將金屬絲向右拖動(dòng)將金屬絲向右拖動(dòng) x 的距離的距離：液面面積增加：液面面積增加：表面能：表面能：)/( 222mJLFxLxFSWxLS2xFW作功：作功：上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1912)/( 222mJLFxLxFSW 表面能的數(shù)值和單位與表面張力系數(shù)表面能的數(shù)值和單位與表面張力系數(shù) 完全一致，完全一致，所以所以 可定義為：可定義為：增加單位液面所作的功或增加單位液增加單位液面所作的功或增加單位液面時(shí)勢能的增量面時(shí)勢能的增量。例：例：水和油邊

11、界的表面張力系數(shù)水和油邊界的表面張力系數(shù) =1.8=1.81010-2 -2 N m-1， 為了使質(zhì)量為為了使質(zhì)量為1.01.01010-3 -3 kg的油在水內(nèi)散布成半徑的油在水內(nèi)散布成半徑 r = = 1010-6 -6 m的小油滴，需要作多少功？散布過程可的小油滴，需要作多少功？散布過程可 以認(rèn)為是等溫的。油的密度是以認(rèn)為是等溫的。油的密度是 =900 900 kg m3 。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1913解解: :一個(gè)大的油滴在等溫地散布成大量的小油滴時(shí)，一個(gè)大的油滴在等溫地散布成大量的小油滴時(shí)，能量僅消耗在形成增加的表面積上，即作功全部轉(zhuǎn)

12、能量僅消耗在形成增加的表面積上，即作功全部轉(zhuǎn)化為小油滴的表面能，易知作功為化為小油滴的表面能，易知作功為: : SA)(422RnrS333434rnRm式中是增加的表面積。設(shè)式中是增加的表面積。設(shè)n n是個(gè)小油滴的數(shù)目，是個(gè)小油滴的數(shù)目，R R是是大油滴的半徑，則大油滴的半徑，則由于油的質(zhì)量不會(huì)改變，所以由于油的質(zhì)量不會(huì)改變，所以:上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1914由此可得到由此可得到: : rRn3/1) 1(43/123/2nrnS343rmn 因而因而 由由 可求得小油滴數(shù)可求得小油滴數(shù)n n為為: :333434rnRm上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主

13、目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1915因?yàn)橐驗(yàn)? 1與與 相比較可以忽略，相比較可以忽略， 3/1nrmrmrnrS34344322JrmA2100 . 63最后求得最后求得: :上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-19163.2 彎曲液面的附加壓強(qiáng)彎曲液面的附加壓強(qiáng)彎曲液面的附加壓強(qiáng)肺泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差肺泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1917 1 1、附加壓強(qiáng)附加壓強(qiáng)：由于液面彎曲而由表面張力產(chǎn)生的壓強(qiáng)：由于液面彎曲而由表面張力產(chǎn)生的壓強(qiáng)（即彎曲的液面內(nèi)外的壓強(qiáng)差）以（即彎曲的液面內(nèi)外的壓

14、強(qiáng)差）以PS 表示。表示。 2 2、附加壓強(qiáng)附加壓強(qiáng)產(chǎn)生的原因產(chǎn)生的原因：表面張力有拉平液面的趨勢表面張力有拉平液面的趨勢而產(chǎn)生對液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。而產(chǎn)生對液體內(nèi)部的壓強(qiáng)。 P0PffffP0PPsffP0PPs凸凹PP 由于液面的由于液面的附加壓強(qiáng)附加壓強(qiáng)的存在，且總是指向彎曲液面凹面，的存在，且總是指向彎曲液面凹面，所以一般有：所以一般有：sPPP凸凹即：即：上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-19183 3、球形液面的、球形液面的附加壓強(qiáng)附加壓強(qiáng)（內(nèi)外壓強(qiáng)差）（內(nèi)外壓強(qiáng)差）： 設(shè)有設(shè)有一一彎曲液面呈球面，彎曲液面呈球面，在球面上截取在球面上截取一一小部分小

15、部分S S，球球的半徑為的半徑為R R，液面的表面張力液面的表面張力系數(shù)為系數(shù)為 ，則：，則： T = pTT 當(dāng)液面平衡時(shí)，液體內(nèi)當(dāng)液面平衡時(shí)，液體內(nèi)部必定會(huì)產(chǎn)生一與附加壓強(qiáng)部必定會(huì)產(chǎn)生一與附加壓強(qiáng)相平衡的壓強(qiáng)相平衡的壓強(qiáng)P，設(shè)單位長設(shè)單位長度分界線上的張力為度分界線上的張力為T. .即：即：TsinTcosTRsinRT = 上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1919TsinTcosTRsinRRRTRRTP22)sin(sin2sin2sinsin2TRF所以參考彎曲液面向下的總張力為為：所以參考彎曲液面向下的總張力為為：液體內(nèi)部產(chǎn)生的與之相平衡液體內(nèi)

16、部產(chǎn)生的與之相平衡的壓強(qiáng)的壓強(qiáng)P產(chǎn)生的向上的力產(chǎn)生的向上的力為：為：PRF2)sin(所以：所以：FF 因?yàn)椋阂驗(yàn)椋荷弦粌?nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1920RP2說明：說明：1 1）球形液面的附加壓強(qiáng)與表面張力系數(shù)）球形液面的附加壓強(qiáng)與表面張力系數(shù)成正比，成正比， ；與曲率半徑成反比；與曲率半徑成反比 P PR2 2）球形液面的附加壓強(qiáng)的方向指向曲率中心或）球形液面的附加壓強(qiáng)的方向指向曲率中心或 者說凹面壓強(qiáng)大于凸面壓強(qiáng)。者說凹面壓強(qiáng)大于凸面壓強(qiáng)。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1921R2R1cbaabcppp212

17、2RppRppabbc4 4、球形液膜的、球形液膜的附加壓強(qiáng)：附加壓強(qiáng)：由于附加壓強(qiáng)的存在使得凹面壓強(qiáng)大于凸面壓強(qiáng)，由于附加壓強(qiáng)的存在使得凹面壓強(qiáng)大于凸面壓強(qiáng)，所以：所以：Rpppac4RRR21上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1922rRRp45 5、連管肥皂泡現(xiàn)象：、連管肥皂泡現(xiàn)象：由于：由于： PR 氣體會(huì)往壓強(qiáng)小的地方跑，所以會(huì)出現(xiàn)小泡越來越氣體會(huì)往壓強(qiáng)小的地方跑，所以會(huì)出現(xiàn)小泡越來越小，大泡越來越大的現(xiàn)象。小，大泡越來越大的現(xiàn)象。 這種現(xiàn)象對于我們了解肺泡的物理規(guī)律有非常重要這種現(xiàn)象對于我們了解肺泡的物理規(guī)律有非常重要的意義。的意義。上一內(nèi)容上一

18、內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1923例：例：吹一個(gè)直徑為吹一個(gè)直徑為1010cm的肥皂泡，設(shè)肥皂液的表面張的肥皂泡，設(shè)肥皂液的表面張力系數(shù)力系數(shù) = =40401010-3-3 Nm-1，試求吹此肥皂泡所作的功，試求吹此肥皂泡所作的功，以及泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差。以及泡內(nèi)外的壓強(qiáng)差。 )(108 21 . 0410402 24224-232JdSEW解：解：（1 1）所作的功用來增加內(nèi)外兩個(gè)表面的勢能，即：）所作的功用來增加內(nèi)外兩個(gè)表面的勢能，即：上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1924)( 2 . 31 . 010408 8423m

19、NdRpppac（2 2）肥皂）肥皂泡泡膜膜內(nèi)外的壓強(qiáng)差內(nèi)外的壓強(qiáng)差為：為：上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1925例：例：水沸騰時(shí)，形成半徑為水沸騰時(shí)，形成半徑為1010-3-3m m的蒸汽泡，求此球泡的蒸汽泡，求此球泡內(nèi)的壓強(qiáng)。內(nèi)的壓強(qiáng)。RPs2PammN118100589. 0231解：解：在在100100時(shí)的表面張力系數(shù)為時(shí)的表面張力系數(shù)為0.05890.0589N N -1-1, , 根據(jù)根據(jù)設(shè)泡外的壓強(qiáng)為設(shè)泡外的壓強(qiáng)為P0，則泡內(nèi)的壓強(qiáng)為：則泡內(nèi)的壓強(qiáng)為： Pi= P0+ 118118Pa上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容

20、2022-6-1926表面吸附定義：表面吸附定義： 表面活性物質(zhì)在溶液表面層聚集并伸展成薄膜的現(xiàn)表面活性物質(zhì)在溶液表面層聚集并伸展成薄膜的現(xiàn)象，稱為象，稱為表面吸附。表面吸附。如水面上的油膜。如水面上的油膜。表面活性物質(zhì)有表面活性物質(zhì)有降低溶液表面張力和表面能的作用降低溶液表面張力和表面能的作用。表面活性物質(zhì)：表面活性物質(zhì)：如膽鹽、有機(jī)酸、肥皂、蛋黃素等都是水的活性物質(zhì)。如膽鹽、有機(jī)酸、肥皂、蛋黃素等都是水的活性物質(zhì)。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1927 一定時(shí)，一定時(shí)，自動(dòng)減小表面積自動(dòng)減小表面積S S；（；（荷葉水滴，玻璃水荷葉水滴，玻璃水 銀滴自

21、動(dòng)呈球形）銀滴自動(dòng)呈球形） 肥皂水容易吹泡而純水難，是因?yàn)榉试矸肿幼詣?dòng)肥皂水容易吹泡而純水難，是因?yàn)榉试矸肿幼詣?dòng)填入水的表面層，而降低了水的填入水的表面層，而降低了水的 和表面能。和表面能。減小表面勢能減小表面勢能( (A= S)的方式：的方式： S S一定時(shí)，自動(dòng)減小表面張力系數(shù)一定時(shí)，自動(dòng)減小表面張力系數(shù) ， （表面活性物質(zhì)自動(dòng)進(jìn)入表面層）；（表面活性物質(zhì)自動(dòng)進(jìn)入表面層）； 同時(shí)自動(dòng)減小表面積同時(shí)自動(dòng)減小表面積S S和減小表面張力系數(shù)。和減小表面張力系數(shù)。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1928肺泡表面所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)為：肺泡表面所產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)為：肺

22、泡壁能分泌一種表面活性物質(zhì)（磷脂類物質(zhì)）可以肺泡壁能分泌一種表面活性物質(zhì)（磷脂類物質(zhì)）可以調(diào)節(jié)肺泡的表面張力大?。赫{(diào)節(jié)肺泡的表面張力大小： 吸氣時(shí)，表面活性物質(zhì)濃度降低，張力增大，抑制肺吸氣時(shí)，表面活性物質(zhì)濃度降低，張力增大，抑制肺 泡不至于過大；泡不至于過大； 呼氣時(shí)，表面活性物質(zhì)濃度增加，張力減小，抑制肺呼氣時(shí)，表面活性物質(zhì)濃度增加，張力減小，抑制肺 泡不至于萎縮。泡不至于萎縮。有關(guān)現(xiàn)象：有關(guān)現(xiàn)象：新生兒自發(fā)性呼吸困難、新生兒自發(fā)性呼吸困難、 麻醉病人的肺萎縮、肺擴(kuò)張麻醉病人的肺萎縮、肺擴(kuò)張 RPS2142.0 0.052000Pa0.50 10N mm上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回

23、返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-19293.3 液體與固體接觸處的表面活性現(xiàn)象、毛細(xì)現(xiàn)象潤濕作用潤濕作用毛細(xì)現(xiàn)象毛細(xì)現(xiàn)象氣體栓塞氣體栓塞上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1930 當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，液體是否可以潤濕固體取當(dāng)液體與固體接觸時(shí)，液體是否可以潤濕固體取決于液體分子間的吸引力決于液體分子間的吸引力( (聚合力聚合力) )和液體與固體之間和液體與固體之間分子間吸引力分子間吸引力 ( (附著力附著力) )的大小比較，可以分為的大小比較，可以分為潤濕潤濕和不潤濕和不潤濕. .聚合力附著力，潤濕聚合力附著力，潤濕，如：水滴在干凈的玻璃上，如：水滴在干凈的

24、玻璃上聚合力附著力，不潤濕聚合力附著力，不潤濕，如：水銀在玻璃上，如：水銀在玻璃上1 1、接觸角：、接觸角： 液體與固體接觸表面間的夾角液體與固體接觸表面間的夾角，液體表面切面經(jīng)液體表面切面經(jīng)液體內(nèi)部與固體表面間的夾角稱液體內(nèi)部與固體表面間的夾角稱接觸角接觸角。上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1931幾種形式的接觸角幾種形式的接觸角90018090上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-193218090不濕潤不濕潤完全不濕潤完全不濕潤180不濕潤不濕潤 909000完全濕潤完全濕潤濕潤濕潤濕潤濕潤 90上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目

25、錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1933 將毛細(xì)將毛細(xì)管插入管插入液體液體中，潤濕管壁的液體在細(xì)管中上中，潤濕管壁的液體在細(xì)管中上升，不潤濕管壁的液體在細(xì)管中液面下降的現(xiàn)象叫做升，不潤濕管壁的液體在細(xì)管中液面下降的現(xiàn)象叫做毛毛細(xì)現(xiàn)象細(xì)現(xiàn)象。 將兩端開口、內(nèi)徑很小的玻璃管插入水中，管中的將兩端開口、內(nèi)徑很小的玻璃管插入水中，管中的水面會(huì)上升水面會(huì)上升；如果把玻璃管插入水銀中，管中的水銀面如果把玻璃管插入水銀中，管中的水銀面會(huì)下降。會(huì)下降。1 1、毛細(xì)現(xiàn)象：、毛細(xì)現(xiàn)象：2 2、毛細(xì)現(xiàn)象定義：、毛細(xì)現(xiàn)象定義：毛細(xì)管毛細(xì)管：兩端開口、內(nèi)徑很小兩端開口、內(nèi)徑很小，能夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管子能

26、夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管子 上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1934cosRr 設(shè)設(shè) r 是毛細(xì)管半徑是毛細(xì)管半徑, R 為液面為液面半徑半徑, 為接觸角為接觸角. 則：則：rRpscos223 3、毛細(xì)現(xiàn)象的分析（以上升情況為例）：、毛細(xì)現(xiàn)象的分析（以上升情況為例）：若有潤濕液體則：若有潤濕液體則： 90P0RrhP0BCAD液體在毛細(xì)管內(nèi)會(huì)形成凹面，液體在毛細(xì)管內(nèi)會(huì)形成凹面，液面下壓強(qiáng)液面下壓強(qiáng) ，上升，上升0ppD上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1935在平衡狀態(tài)下：在平衡狀態(tài)下：00cos2pghrp（ p0 為大氣

27、壓強(qiáng)為大氣壓強(qiáng), h 為液面上升的高度為液面上升的高度, 為液體密度。）為液體密度。）P0RrhP0BCAD0ppppCBAgrhcos200pghpps即：即：上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1936grhcos2對應(yīng)于液面下降情況也是適用的。對應(yīng)于液面下降情況也是適用的。濕潤濕潤 ， ， ， ，液面上升，液面上升 900cos0h不濕潤，不濕潤， ， ， ，液面下降，液面下降 900cos0h上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1937例：如圖所示，在內(nèi)徑例：如圖所示，在內(nèi)徑r=0.30r=0.30mm的毛細(xì)管中注水，

28、一部的毛細(xì)管中注水，一部分水在管的下端形成一水滴，其形狀可以是半徑為分水在管的下端形成一水滴，其形狀可以是半徑為R = = 3 3mm的球的一部分，求管中水柱的高度的球的一部分，求管中水柱的高度h h。( (水的表面張水的表面張力系數(shù)力系數(shù) ) ) 12103 . 7mNA AB BH H 解：解：A點(diǎn)受到的向上壓強(qiáng)點(diǎn)受到的向上壓強(qiáng)PA等于大氣等于大氣壓強(qiáng)壓強(qiáng)P0與附加壓強(qiáng)與附加壓強(qiáng)2 2/R 兩者之和，即：兩者之和，即：B點(diǎn)壓強(qiáng)點(diǎn)壓強(qiáng)PB等于大氣壓強(qiáng)等于大氣壓強(qiáng)P0與附加壓與附加壓強(qiáng)強(qiáng)2 /r的差，即的差，即 RppA20rppB20上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2

29、022-6-1938 根據(jù)流體靜力學(xué)的基本原理，根據(jù)流體靜力學(xué)的基本原理，A點(diǎn)受到的向下壓強(qiáng)點(diǎn)受到的向下壓強(qiáng)為為，由平衡條件可知由平衡條件可知，因而因而: :)11(222rRggrRgPPhBA)1030. 011031(8 . 91000103 . 72332)(105 . 52m上一內(nèi)容上一內(nèi)容回主目錄回主目錄返回返回下一內(nèi)容下一內(nèi)容2022-6-1939 氣體栓塞是一種普遍的現(xiàn)象，如植物水分的吸氣體栓塞是一種普遍的現(xiàn)象，如植物水分的吸收和運(yùn)輸，血液在血管中流動(dòng)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)。收和運(yùn)輸，血液在血管中流動(dòng)時(shí)都會(huì)出現(xiàn)。 當(dāng)潤濕液體在細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，如果管中有氣泡，液當(dāng)潤濕液體在細(xì)管中流動(dòng)時(shí)，如果管中有氣泡，液體的流動(dòng)將受到阻礙，氣泡多時(shí)可發(fā)生阻塞，使得液體體的流動(dòng)將受到阻礙，氣泡多時(shí)可發(fā)生阻塞，使得液體不能流動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為不能流動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為氣體栓塞氣體栓塞。 氣體栓塞是氣體和液體之間的曲面產(chǎn)生的附加壓強(qiáng)氣體栓塞是氣體和液體