流體力學 毛細現(xiàn)象PPT課件

1 二 毛細現(xiàn)象 2 管內液面上升 或下降 的高度 1 毛細現(xiàn)象 由潤濕和不潤濕現(xiàn)象引起的 潤濕管壁的液體在細管里升高 不潤濕管壁的液體在細管里下降的現(xiàn)象 1 液體潤濕管壁 毛細管剛插入水中時 管內液面為凹液面 PC P0 PB P0 B C為等高點 但PB PC 所以液體不能靜止 管內液面將上升 直至PB PC為止 此時 細管稱毛細管 2 2 液體不潤濕管壁 毛細管剛插入水銀中時 管內液面為凸液面 PC P0 PB P0 B C為等高點 但PB PC 所以液體不能靜止 管內液面將下降 直至找到等壓點為止 此時 3 例5在一根豎直插入水中的毛細管中 水上升的高度為5 8 10 2m 設水對玻璃完全潤濕 若將此管插入水銀中 水銀對玻璃的接觸角138度 水 7 3 10 2N m 汞 7 3 10 2N m 求 管中水銀下降高度 4 例6在內半徑r 0 3mm的細管中注水 水在管的下端形成一個水滴 其形狀可以認為是半徑R 3 0mm的球的一部分 已知水的表面張力系數(shù) 水 7 3 10 2N m 設管內彎曲液面的曲率半徑與管內半徑相同 求 管內水柱高度 5 五 懸著水和氣體栓塞現(xiàn)象 水沿土壤顆粒間隙形成的毛細管上升 叫毛細管上升水 土壤中的毛細管起著分配 保持土壤中的水分作用 土壤毛細管中存在的水叫懸著水 其在土壤毛細管中能保持的原因是 一 懸著水 當土壤溫度變化時 懸著水兩端溫度不同 溫度高的一端 值減小 導致該端Ps減小 使懸著水向溫度低處移動 水分夜間向上移動 中午由表層向底層移動 6 重力水和吸附水不易被吸收 懸著水不會因重力而下落 懸著水會因溫度改變而發(fā)生移動 懸著水兩端出現(xiàn)溫度差時 溫度升高的一端的表面張力系數(shù)將小于溫度低的一端 使液體向表面張力系數(shù)大的一端移動 即由高溫處向低溫處移動 水分夜間向上移動 中午由表層向底層移動 五 懸著水和氣體栓塞現(xiàn)象 一 懸著水 毛細水 7 舉例 病人輸液 潛水員由深水上浮 植物高溫下枯萎 二 毛細管的氣體栓塞現(xiàn)象 如圖 毛細管中有一段液體 液體左右兩端壓強相等 形成對稱的彎液面 欲使液柱向右移動 則在左側加一壓強 P 這時兩側液面形狀改變 右側曲率半徑增大 左側曲率半徑減小 產(chǎn)生向左的附加壓強差來抵抗 P 當 P達到一定程度時 液柱才能移動 當毛細管中有很多氣泡 則外加幾個大氣壓都不能使液柱移動 形成栓塞 稱氣體栓塞現(xiàn)象 8 第三節(jié)彎曲液面上的飽和蒸汽壓 一 蒸發(fā)和凝結 液體變成氣體的過程稱汽化過程 常溫下的汽化過程稱蒸發(fā) 其逆過程稱凝結 是氣體的液化過程 從微觀角度看 動能大的分子從液面逸出 設其分子數(shù)為n逸 從外面返回的分子數(shù)設為n回 9 二 彎曲液面上的飽和蒸汽壓 1 定性分析 1 微觀分析 凹液面的分子逸出時所需做的功比平液面多 因為要克服斜線部分液體分子的引力做功 單位時間內逸出凹液面的分子數(shù)小于單位時間內逸出平液面的分子數(shù) 所以凹液面上的飽和蒸汽壓小于平液面上的飽和蒸汽壓 凸液面的分子逸出時所需做的功比平液面少 因為不需要克服斜線部分液體分子的引力做功 單位時間內逸出凸液面的分子數(shù)大于單位時間內逸出平液面的分子數(shù) 所以凸液面上的飽和蒸汽壓大于平液面上的飽和蒸汽壓 10 2 宏觀分析 2 定量分析 設彎曲液面上的飽和蒸汽壓為 平液面上的飽和蒸汽壓為 1 凹液面 11 2 凸液面 彎曲液面上的飽和蒸汽壓 凹液面 凸液面 12 三 應用 暖云 冷云 混合云 水蒸氣 凝結 雨 3 熏煙防霜凍 2 云 1 人工降雨 水蒸氣 凝華 雪 13 液體表面性質小結 一 表面張力 1 表面張力 f l 2 表面能 二 彎曲液面的附加壓強 1 平液面 2 凸液面 3 凹液面 4 單球形液面 5 球形液膜 14 三 潤濕與不潤濕 四 毛細現(xiàn)象 1 液體潤濕管