毛细管作用 毛细管的日常应用

  说到毛细管很多人认为是人身上的呢,其实不是的,这个是日常生活中可以应用到的一个原理, 那您知道毛细管作用产生原因是什么吗?你知道空调毛细管的作用体现在哪里吗?今天小编就为您介绍一下有关毛细管作用的日常应用的知识,感兴趣的您赶快来看看啊。

  毛细管作用

  毛细管作用(又称毛细现象)是指液体在细管状物体内侧,由于内聚力与附着力的差异、克服地心引力而上升的现象。

  植物根部吸收的水分能够经由茎内维管束上升,即是毛细现象常见的例子。当液体和固体(管壁)之间的附着力大于液体本身内聚力时,就会产生毛细现象。液体在垂直的细管中时液面呈凹或凸状、以及多孔材质物体能吸收液体皆为此现象所造成的影响。

  毛细管常被用来说明毛细现象,当垂直的细玻璃管底部置于液体中(例如水)时,管壁对水的附着力便会使液面四周稍比中央高出一些;直到液体表面张力已经无法克服其重量时,才会停止继续上升。

  在毛细管中,液柱重量与管径的平方成正比,但是液体与管壁的接触面积只与管径成正比;这使得较窄的毛细管吸水会比较宽的毛细管来得高。例如,一根管径0.5毫米的玻璃细管,理论上能够将水抬升2.8厘米,但实际观察时其高度会略低些。

  毛细管作用产生原因

  毛细管作用产生毛细现象原因之一是由于附着层中分子的附着力与内聚力的作用,造成浸润或不浸润,因而使毛细管中的液面呈现弯月形。

  原因之二是由于存在表面张力,从而使弯曲液面产生附加压强。

  由于弯月面的形成,使得沿液面切面方向作用的表面张力的合力,在凸弯月面处指向液体内部;在凹弯月面处指向液体外部。

  由于合力的作用使弯月面下液体的压强发生了变化——对液体产生一个附加压强,凸弯月面下液体的压强大于水平液面下液体的压强,而凹弯月面下液体的压强小于水平液面下液体的压强。

  根据在盛着同一液体的连通器中,同一高度处各点的压强都相等的道理,当毛细管里的液面是凹弯月面时,液体不断地上升,直到上升液柱的静压强抵消了附加压强为止;同样,当液面呈凸月面时,毛细管里的液体也将下降。

  浸润现象

  亦称润湿现象。当液体与固体接触时,液体的附着层将沿固体表面延伸。当接触角θ为锐角时,液体润湿固体,若θ为零时,液体将展延到全部固体表面上,这种现象叫做“浸润现象”。

  润湿现象的产生与液体和固体的性质有关。同一种液体,能润湿某些固体的表面,但对另外某些固体的表面就很难润湿。例如,水能润湿玻璃,但不能润湿石蜡。

  不浸润现象

  亦称不润湿现象。当液体与固体接触时,液体的附着层将沿固体表面收缩。当接触角θ为钝角时,液体不润湿固体,若θ=π时,液体完全不润湿固体。这种现象称为液体不浸润现象。

  不润湿现象的产生与液体和固体性质有关。同一种液体,能润湿某些固体的表面,但不能润湿另一些固体的表面。例如,水银不能润湿玻璃,却能润湿干净的锌板、铜板、铁板。

  浸润现象或不浸润现象是针对不同的固体来说的,同一种液体对不同的固体可能浸润,也可能不浸润,比如水对玻璃浸润,对菏叶不浸润。

  表面张力

  液体表面分子间的吸引力。即液体表面的分子有一种使其面积缩成小的力,或称一种抵抗表面积扩张的力,此力称“表面张力”。液体表面是指液体与空气或其他液体相接触的自由面。

  表面张力的大小与接触面的物质有密切关系。此外,表面张力还与温度有关,温度越高,性质越不纯,表面张力越小,相反的,水的温度越低,性质越纯,表面张力也越大。

  表面张力的方向总是与液面相切,与分界线相垂直。若在液面作一长为L的直线,将液面分成两部分,这两部分之间的相互牵引力为F,则表面张力F=kL,其中k为液体表面张力系数。

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