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毛細管作用 毛細管的日常應用

  說到毛細管很多人認為是人身上的呢,其實不是的,這個是日常生活中可以應用到的一個原理, 那您知道毛細管作用產生原因是什么嗎?你知道空調毛細管的作用體現在哪里嗎?今天小編就為您介紹一下有關毛細管作用的日常應用的知識,感興趣的您趕快來看看啊。

  毛細管作用

  毛細管作用(又稱毛細現象)是指液體在細管狀物體內側,由于內聚力與附著力的差異、克服地心引力而上升的現象。

  植物根部吸收的水分能夠經由莖內維管束上升,即是毛細現象常見的例子。當液體和固體(管壁)之間的附著力大于液體本身內聚力時,就會產生毛細現象。液體在垂直的細管中時液面呈凹或凸狀、以及多孔材質物體能吸收液體皆為此現象所造成的影響。

  毛細管常被用來說明毛細現象,當垂直的細玻璃管底部置于液體中(例如水)時,管壁對水的附著力便會使液面四周稍比中央高出一些;直到液體表面張力已經無法克服其重量時,才會停止繼續上升。

  在毛細管中,液柱重量與管徑的平方成正比,但是液體與管壁的接觸面積只與管徑成正比;這使得較窄的毛細管吸水會比較寬的毛細管來得高。例如,一根管徑0.5毫米的玻璃細管,理論上能夠將水抬升2.8厘米,但實際觀察時其高度會略低些。

  毛細管作用產生原因

  毛細管作用產生毛細現象原因之一是由于附著層中分子的附著力與內聚力的作用,造成浸潤或不浸潤,因而使毛細管中的液面呈現彎月形。

  原因之二是由于存在表面張力,從而使彎曲液面產生附加壓強。

  由于彎月面的形成,使得沿液面切面方向作用的表面張力的合力,在凸彎月面處指向液體內部;在凹彎月面處指向液體外部。

  由于合力的作用使彎月面下液體的壓強發生了變化——對液體產生一個附加壓強,凸彎月面下液體的壓強大于水平液面下液體的壓強,而凹彎月面下液體的壓強小于水平液面下液體的壓強。

  根據在盛著同一液體的連通器中,同一高度處各點的壓強都相等的道理,當毛細管里的液面是凹彎月面時,液體不斷地上升,直到上升液柱的靜壓強抵消了附加壓強為止;同樣,當液面呈凸月面時,毛細管里的液體也將下降。

  浸潤現象

  亦稱潤濕現象。當液體與固體接觸時,液體的附著層將沿固體表面延伸。當接觸角θ為銳角時,液體潤濕固體,若θ為零時,液體將展延到全部固體表面上,這種現象叫做“浸潤現象”。

  潤濕現象的產生與液體和固體的性質有關。同一種液體,能潤濕某些固體的表面,但對另外某些固體的表面就很難潤濕。例如,水能潤濕玻璃,但不能潤濕石蠟。

  不浸潤現象

  亦稱不潤濕現象。當液體與固體接觸時,液體的附著層將沿固體表面收縮。當接觸角θ為鈍角時,液體不潤濕固體,若θ=π時,液體完全不潤濕固體。這種現象稱為液體不浸潤現象。

  不潤濕現象的產生與液體和固體性質有關。同一種液體,能潤濕某些固體的表面,但不能潤濕另一些固體的表面。例如,水銀不能潤濕玻璃,卻能潤濕干凈的鋅板、銅板、鐵板。

  浸潤現象或不浸潤現象是針對不同的固體來說的,同一種液體對不同的固體可能浸潤,也可能不浸潤,比如水對玻璃浸潤,對菏葉不浸潤。

  表面張力

  液體表面分子間的吸引力。即液體表面的分子有一種使其面積縮成小的力,或稱一種抵抗表面積擴張的力,此力稱“表面張力”。液體表面是指液體與空氣或其他液體相接觸的自由面。

  表面張力的大小與接觸面的物質有密切關系。此外,表面張力還與溫度有關,溫度越高,性質越不純,表面張力越小,相反的,水的溫度越低,性質越純,表面張力也越大。

  表面張力的方向總是與液面相切,與分界線相垂直。若在液面作一長為L的直線,將液面分成兩部分,這兩部分之間的相互牽引力為F,則表面張力F=kL,其中k為液體表面張力系數。

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