毛細管作用 毛細管的日常應(yīng)用

  說到毛細管很多人認(rèn)為是人身上的呢,其實不是的,這個是日常生活中可以應(yīng)用到的一個原理, 那您知道毛細管作用產(chǎn)生原因是什么嗎?你知道空調(diào)毛細管的作用體現(xiàn)在哪里嗎?今天小編就為您介紹一下有關(guān)毛細管作用的日常應(yīng)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(xiàn)象)是指液體在細管狀物體內(nèi)側(cè),由于內(nèi)聚力與附著力的差異、克服地心引力而上升的現(xiàn)象。

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

  毛細管常被用來說明毛細現(xiàn)象,當(dāng)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(jīng)無法克服其重量時,才會停止繼續(xù)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?qū)⑺?.8厘米,但實際觀察時其高度會略低些。

  毛細管作用產(chǎn)生原因

  毛細管作用產(chǎn)生毛細現(xiàn)象原因之一是由于附著層中分子的附著力與內(nèi)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(xiàn)彎月形。

  原因之二是由于存在表面張力,從而使彎曲液面產(chǎn)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(nèi)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(fā)生了變化——對液體產(chǎn)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(jù)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(dāng)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(dāng)液面呈凸月面時,毛細管里的液體也將下降。

  浸潤現(xiàn)象

  亦稱潤濕現(xiàn)象。當(dāng)液體與固體接觸時,液體的附著層將沿固體表面延伸。當(dāng)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(xiàn)象叫做“浸潤現(xiàn)象”。

  潤濕現(xiàn)象的產(chǎn)生與液體和固體的性質(zhì)有關(guān)。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(xiàn)象

  亦稱不潤濕現(xiàn)象。當(dāng)液體與固體接觸時,液體的附著層將沿固體表面收縮。當(dāng)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(xiàn)象稱為液體不浸潤現(xiàn)象。

  不潤濕現(xiàn)象的產(chǎn)生與液體和固體性質(zhì)有關(guān)。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(xiàn)象或不浸潤現(xiàn)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(zhì)有密切關(guān)系。此外,表面張力還與溫度有關(guān),溫度越高,性質(zhì)越不純,表面張力越小,相反的,水的溫度越低,性質(zhì)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(shù)。

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