在细管中,当液体垂直浸入液体中时,液体表面的上升和下降称为毛细现象(毛细管作用)。管中液面上升称为毛细管上升,液面下降称为毛细管下降。液体的毛细管升降用液体的厘米或毫米表示。毛细血管的升降值取决于
基于什么是毛细作用或毛细作用
- 在植物中,由于毛细作用,水从根部上升到它的各个部位。
- 毛细管作用把墨水从钢笔的墨盒(储存器)中吸到钢笔的笔尖。
- 我们洗澡后使用的毛巾,由于毛细血管的作用,会从我们的身体中吸收水分。
- 海绵具有较多的小孔,充当毛细血管,吸收大量的水分。
- 我们在炎热的夏天穿的棉质衣服具有毛细管作用,吸收我们所有的汗液,使体温保持在正常水平。
毛细管上升的表达
为了找到毛细管上升的表达式,我们取一根两端开有直径为d的小管。它被插入一种液体中,比如说水。液体的上升逐渐超过了液体的水平。
设h为液体在管中上升的高度。在平衡条件下,高度为h的液体的重量被液体表面的力平衡。但是作用在液体表面的力是由于液体的表面张力。
让
σ =液体的表面张力。
θ =液体与玻璃管的接触角。
管中高度为h的液体的重量
Ml =管内液体质量=ρv
v =管内液体的体积
从上图中可以看出,
表面拉力的垂直分量
= (σ x周长)cosθ
= σ π d cosθ
在平衡状态下,管中液体的重量由表面张力的垂直分量平衡。即。
管内液体的重量=表面张力的垂直分量
在清洁玻璃管与水之间的θ值几乎等于零。
毛细血管下降的表达
当玻璃管浸入水银而不是上升时,管内水银的浓度会比外部液体的正常浓度下降。设“h”为管内液体的降压高度。
在平衡状态下,管内的水银受到两种力的作用。第一个力是由于表面张力作用于向下的方向,第二个力是由于流体静压作用于向上的方向。
由表面张力向下作用的力为
= σ π d cosθ
向下作用的流体静压所产生的力由
在平衡状态下,这两个力即表面张力引起的力等于流体静力力。
由表面张力产生的力=流体静力力
水银管和玻璃管的θ值为128°。
在本文中我们已经了解了什么是毛细作用和毛细作用,并讨论了显示毛细管现象的例子,导出了管内液体上升和下降的表达式。
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