毛细管效应的理解与应用1 毛细管中水位上升 从哪得到的能量 什么地方失去了能量 为什么管子越细 水位越高 具体原理最好有附图(详细点) 2 目前现在眼下 都有些什么应用最好是自己写

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2021/05/14 11:40:15

毛细管效应的理解与应用
1 毛细管中水位上升 从哪得到的能量 什么地方失去了能量 为什么管子越细 水位越高 具体原理最好有附图(详细点)
2 目前现在眼下 都有些什么应用
最好是自己写的 加点自己的看法和建议 请在能量和力学方面说说 能介绍几本书就更好了

把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来,玻璃上不附着水银.这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润.把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来,玻璃的表面会沾上一层水.这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润.
把浸润液体装在容器里,例如把水装在玻璃烧杯里,由于水浸润玻璃,器壁附近的液面向上弯曲,把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃管里,由于水银不浸润玻璃,器壁附近的液面向下弯曲.在内径较小的容器里,这种现象更显著,液面形成凹形或凸形的弯月面.
浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫做毛细现象.
液体之所以能在毛细管内上升或下降,通俗地说,是因为液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力,凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡.同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象.
如果看不懂也没有关系,假如你大学学这方面的专业,到时候会学的.
在自然界中.植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.在生活中毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用.
有科学家的实验表明可以利用毛细作用来进行微观成型.这是毛细现象首次被利用来弯曲平板来形成三维形状.此前,毛细作用大都用来在二维平面上装配物体.科学家们制造很薄的硅树脂,并把它们切割成花朵、三角、方形等不同的形状.然后把一滴水加在上面.水趋向于减小与空气的接触面积,因此水滴立刻开始用薄片包裹自己.水在室温下蒸发后,弯曲好的形状会逐渐变硬,直到成型.因为整个过程是自发形成的,因此在把水滴放在薄片上后无需作任何的操作.”
最近有人研究了利用毛细机制被动地控制微推进系统中推进剂流动这一思想.毛细管由半径不同的两段组成,用于被动推进毛细管内流体的流动,且保证推进剂持续供应微推力室.研究人员建立了简单的一维流体模型,用五种不同的流体及大小不同半径的毛细管组合进行了试验验证,从理论流体模型得到了无量纲的相似参数,并利用相似参数将包含四种变量的试验数据转换成适用一维理论模型计算的一种变量的试验数据.在分析的基础上,通过对重量场进行修正,从而使试验结果与理论模型更加相符.最终试验验证的计算公式将为微推进系统中被动毛细管推进剂供应装置设计奠定了基础.

毛细作用在农业上应用比较广泛,主要是微细灌溉。

ln(Ps/Po)=Vm*2γ/r=M*2γ/(RT*ρ*r)
此式称为开尔文方程,其中 M 为液体的摩尔质量,ρ 为液体的密度。
由于上式右方除r外的其余物理量均为正值,因此,当 r>0(凸面), ps>p0,r 越小,ps 越大;当 r<0(凹面),ps<p0,r越小,ps越小。如水在毛细管中形成凹面,因此凹面液体上方水的饱和蒸气压小于平面液体上方的饱和蒸气压。当将毛细管插入...

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ln(Ps/Po)=Vm*2γ/r=M*2γ/(RT*ρ*r)
此式称为开尔文方程,其中 M 为液体的摩尔质量,ρ 为液体的密度。
由于上式右方除r外的其余物理量均为正值,因此,当 r>0(凸面), ps>p0,r 越小,ps 越大;当 r<0(凹面),ps<p0,r越小,ps越小。如水在毛细管中形成凹面,因此凹面液体上方水的饱和蒸气压小于平面液体上方的饱和蒸气压。当将毛细管插入水中时,水面将沿毛细管壁上升,直到上升液柱的静压力等于平面上与凹液面上的压力差值时,体系达平衡。这就是所谓的毛细管上升。
应用:
毛细现象在生物学中有广泛的应用,如动植物的毛细血管,锄松土壤以破坏土壤的毛细管,减少表面水分的蒸发等。本文再就部分毛细现象实验与植物体的毛细现象实验进行对比,以此了解物理学与生物学综合的意义。
1、根和茎的毛细现象
根是维管植物由胚根发育而来的体轴的地下部分。由主根及其许多侧根构成根系。主要的功能是为了固着植物体和支持地上部,并从土壤中吸收水和溶于水中的无机养料,亦有运输、贮存和合成某些有机物质的功能,并能向外分泌代谢物质。根尖表皮细胞向外突出的毛状物称为根毛,是根吸收水分和无机盐的主要部分。
由于根的上述功能,在进行植物喝水的教学时,一般用有根的凤仙花进行喝水实验;将凤仙花插入有红墨水的水杯中,水面上滴入植物油,杯口用棉花堵塞,以减少蒸发。静置十多小时后,首先观察液面的下降。为了说明植物喝水导致液面下降,可以进行对照实验,几只杯子的水同样多,水面滴入同样多的植物油,并都用棉花塞住瓶口,经过同样长的时间后,插有凤仙花的瓶子水面下降更明显。还可观察凤仙花的叶子和茎,剪断或揭去表皮,可以看到红色墨水已沿茎的表皮上升。后者只需几个小时。
事实上,直接用茎来做实验,同样可以看到红色墨水上升的现象。茎是维管植物由胚芽发育而来的体轴部分。其主要功能出是输导及支持。如果我们用蚕豆、油菜、葱、柳枝、松树及菊花的茎等,插入到红色水中,几个小时后,就可以在茎的表皮下观察到水的上升现象,在花瓣和叶脉上也可见红色。
2、植物的蒸腾作用
植物体能由根、茎输送水分,主要由根床(地下水的压力)、毛细现象和蒸腾作用。大气压由于互相抵消,不应是主要原因。
蒸腾作用主要是由叶下表面的气孔产生。将密闭的塑料袋扎在植物的树叶上,在阳光下很快就会有大量水珠在塑料袋中形成。这一蒸发导致植物要不断地从根茎中输送水分。
叶下表皮的气孔观察也是很有趣的活动。用蚕豆叶或葱叶,由刮胡刀片在叶背面浅浅划一小方块,再用及时贴揭下表皮,并用酒精洗(或用刀片刮)去叶绿体,然后直接贴到载玻片上,就可以用显微镜观察气孔了。
叶的气孔在早晨张开的较大,中午太热,为了减少蒸发量,张开的小。为了观察气孔,显然应选择在早晨摘取的叶子。证明这一结论也是一项有趣的研究活动。在同一植株(如同一棵蚕豆植株)上,分别在早晨及中午摘取多片叶子,获得叶下表皮,并尽可能用同样处理方法,在显微镜下观察,结果是早晨的叶子气孔多且大。
实验时,为了比较茎中存在的毛细现象与蒸腾作用的大小,进行对照实验:分别用剪去叶子和未剪去叶子的同一种植物的茎,插入同一个红色水的瓶中,结果,茎中都有红色水上升,而没有去掉叶子的茎上升的时间长。
茎能传输水分与蒸腾作用有关,同时叶的气孔能进行蒸腾,也是通过叶的毛细现象来传输水分的。
3、不同液体的毛细现象
我们用三种液体进行比较:肥皂液、风油精、水。
用同学们自己拉伸的同一根尖嘴玻璃管,分别插入到三种液体中,上升的高度各不相同。风油精上升的高度最小,肥皂液其次。风油精实验,直接将玻璃管的尖端插入风油精的瓶中即可。
同种液体,在温度不同时,毛细现象也不同。
这几个实验,毛细现象上升的高度差异不是十分明显,要先用及时贴或记号笔作出标记,再用尺量。

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原理:吉布斯自由能降低原理。由于界面张力的存在,使得界面处与器壁接触得地方,受力不均,合力不再水平。具体公式: ln(Ps/Po)=Vm*2γ/r=M*2γ/(RT*ρ*r)
其中 M 为液体的摩尔质量,ρ 为液体的密度。
由于上式右方除r外的其余物理量均为正值,因此,当 r>0(凸面), ps>p0,r 越小,ps 越大;当 r<0(凹面),ps<p0,r越小,ps越小。

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原理:吉布斯自由能降低原理。由于界面张力的存在,使得界面处与器壁接触得地方,受力不均,合力不再水平。具体公式: ln(Ps/Po)=Vm*2γ/r=M*2γ/(RT*ρ*r)
其中 M 为液体的摩尔质量,ρ 为液体的密度。
由于上式右方除r外的其余物理量均为正值,因此,当 r>0(凸面), ps>p0,r 越小,ps 越大;当 r<0(凹面),ps<p0,r越小,ps越小。
具体应用:除了自然界得根吸收等,科学应用有:测量微细管得直径,测量系数γ等。

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http://baike.baidu.com/view/438010.html?wtp=tt

毛细现象
开放分类: 生活常识、物理常识、趣味科学
毛细现象
在洁净的玻璃板上放一滴水银,它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上.把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来,玻璃上也不附着水银.这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润.对玻璃来说,水银是不浸润液体.
在洁净的玻璃上放一滴水,它会附着在玻璃板上形成薄层.把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来,玻璃的表面会沾上...

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毛细现象
开放分类: 生活常识、物理常识、趣味科学
毛细现象
在洁净的玻璃板上放一滴水银,它能够滚来滚去而不附着在玻璃板上.把一块洁净的玻璃板浸入水银里再取出来,玻璃上也不附着水银.这种液体不附着在固体表面上的现象叫做不浸润.对玻璃来说,水银是不浸润液体.
在洁净的玻璃上放一滴水,它会附着在玻璃板上形成薄层.把一块洁净的玻璃片浸入水中再取出来,玻璃的表面会沾上一层水.这种液体附着在固体表面上的现象叫做浸润.对玻璃来说,水是浸润液体.
同一种液体,对一种固体来说是浸润的,对另一种固体来说可能是不浸润的.水能浸润玻璃,但不能浸润石蜡.水银不能浸润玻璃,但能浸润锌.
把浸润液体装在容器里,例如把水装在玻璃烧杯里,由于水浸润玻璃,器壁附近的液面向上弯曲(图1乙),把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃管里,由于水银不浸润玻璃,器壁附近的液面向下弯曲(图1甲).在内径较小的容器里,这种现象更显著,液面形成凹形或凸形的弯月面.
毛细现象把几根内径不同的细玻璃管插入水中,可以看到,管内的水面比容器里的水面高,管子的内径越小,里面的水面越高.把这些细玻璃管插入水银中,发生的现象正好相反,管子里的水银面比容器里的水银面低,管子的内径越小,里面的水银面越低.
浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象,叫做毛细现象.能够产生明显毛细现象的管叫做毛细管.
液体为什么能在毛细管内上升或下降呢?我们已经知道,液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势.因此凹液面对下面的液体施以拉力,凸液面对下面的液体施以压力.浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡.同样的分析也可以解释不浸润液体在毛细管内下降的现象.
在自然界和日常生活中有许多毛细现象的例子.植物茎内的导管就是植物体内的极细的毛细管,它能把土壤里的水分吸上来.砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用.
有些情况下毛细现象是有害的.例如,建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿.
水沿毛细管上升的现象,对农业生产的影响很大.土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来.如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发.

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```高中物理奥赛书有介绍```不过不大详细`