请问毛细现象中的附加压强应如何解释
来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/18 11:21:00
请问毛细现象中的附加压强应如何解释
液体沿着毛细管或狭缝上升的现象叫毛细现象.研究表明:只有浸润管壁的液体才能在毛细管上升,不浸润管壁的液体在毛细管中是下降的.那么毛细现象究竟是怎样产生的呢?由于浸润的液体在毛细管一类内径很小的容器里,液面总是弯曲的.弯曲的液面的形成,使得沿液面切面方向作用的表面张力的合力产生一个附加的压强,这个附加压强在毛细管中产生了对液体的提升作用,从而导致了毛细现象的发生.
自然界中的静止的液面,有平面、凹面和凸面.有许多情况下液面是弯曲的,如水滴、肥皂泡,还有固体与液体的接触面等,弯曲液面内外存在一压强差,称为附加压强.
1、附加压强
(1)定义:弯曲液面内外存在一压强差,用Ps表示
(2)附加压强的产生——分别从平面、凸面和凹面三个方面来说明附加压强的产生.
1)平液面 在液体表面上取一小面积△S ,由于液面水平,表面张力沿水平方向,△S 平衡时,其边界表面张力相互抵消,不产生垂直与液面的压力,△S 上下压强相等:P=P0,Ps=0
2)液面弯曲
①凸液面时,如图仍在液体表面上取一小面积△S ,△S周界上表面张力沿切线方向,合力指向液面内,△S好象紧压在液体上,使液体受一附加压强Ps,由力平衡条件,液面下液体的压强:P=P0+Ps,如果我们规定附加压强与外部压强相同为正,相反为负.则此时,Ps为正
②凹液面时,如图△S周界上表面张力的合力指向外部,△S如好象被拉出,液面内部压强小于外部压强,液面下压强:P=P0-Ps,Ps为负
总之:附加压强的产生原因是由于表面张力存在.附加压强使弯曲液面内外压强不等,与液面曲率中心同侧的压强恒大于另一侧,附加压强方向恒指向曲率中心
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