流体力学毛细现象课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,#,1,二）、毛细现象,2.,管内液面上升（或下降）的高度,1.,毛细现象,由润湿和不润湿现象引起的，润湿管壁的液体在细管里升高，不润湿管壁的液体在细管里下降的现象。,(,1),液体润湿管壁,毛细管刚插入水中时，管内液面为凹液面，,P,C,=P,0,P,B,P,0,B,、,C,为等高点，但,P,B,P,C,，所以液体不能静止，管内液面将上升，直至,P,B,=P,C,为止，此时：,细管称毛细管。,1二）、毛细现象2.管内液面上升（或下降）的高度 1.毛细现,2,(2,),液体不润湿管壁,毛细管刚插入水银中时，管内液面为凸液面，,P,C,=P,0,P,B,P,0,B,、,C,为等高点，但,P,B,P,C,，所以液体不能静止，管内液面将下降，直至找到等压点为止，此时：,2(2)液体不润湿管壁 毛细管刚插入水银,3,例,5,在一根竖直插入水中的毛细管中，水上升的高度为,5.810,-2,m,（设水对玻璃完全润湿），若将此管插入水银中，水银对玻璃的接触角,138,度，（,水,=7.3*10,-2,N/m,汞,=7.3*10,-2,N/m,），,求：管中水银下降高度。,3例5 在一根竖直插入水中的毛细管中，水上升的高度为5.8,4,例,6,在内半径,r=0.3mm,的细管中注水，水在管的下端形成一个水滴，其形状可以认为是半径,R=3.0mm,的球的一部分。已知水的表面张力系数,水,=7.3*10,-2,N/m,设管内弯曲液面的曲率半径与管内半径相同，,求,:,管内水柱高度。,4例6 在内半径r=0.3mm的细管中注水，水在管的下端形成,5,五、悬着水和气体栓塞现象,水沿土壤颗粒间隙形成的毛细管上升，叫毛细管上升水。土壤中的毛细管起着分配、保持土壤中的水分作用。土壤毛细管中存在的水叫,悬着水,，其在土壤毛细管中能保持的原因是：,一）、悬着水,当土壤温度变化时，悬着水两端温度不同，温度高的一端,值,减小，导致该端,P,s,减小，使,悬着水向温度低处移动,。,水分夜间向上移动,中午由表层向底层移动,.,5五、悬着水和气体栓塞现象 水沿土壤颗粒间隙形成,6,(,重力水和吸附水 不易被吸收,),悬着水,不会因重力而下落,.,悬着水,会因温度改变而发生移动,.,悬着水,两端出现温度差时,温度升高的一端的表面张力系数将小于温度低的一端,使液体向表面张力系数大的一端移动,即由高温处向低温处移动,.,水分夜间向上移动,中午由表层向底层移动,.,五、悬着水和气体栓塞现象,一）、悬着水,-,毛细水,6(重力水和吸附水 不易被吸收)悬着水不会因重力而下落.悬着,7,举例,:,病人输液；潜水员由深水上浮；植物高温下枯萎。,二）、毛细管的气体栓塞现象,如图，毛细管中有一段液体，液体左右两端压强相等,形成对称的弯液面，欲使液柱向右移动，则在左侧加一压强,P,，这时两侧液面形状改变，右侧曲率半径增大,左侧曲率半径减小，产生向左的附加压强,差,来抵抗,P ,当,P,达到一定程度时，液柱才能移动。,当毛细管中有很多气泡，则外加几个大气压都不能使液柱移动，形成栓塞,称,气体栓塞现象。,P,P,P,D,+,P,P,7举例:病人输液；潜水员由深水上浮；植物高温下枯萎。二）、,8,第三节 弯曲液面上的饱和蒸汽压,一、蒸发和凝结,液体变成气体的过程称,汽化过程,。常温下的汽化过程称,蒸发,，其逆过程称,凝结，,是气体的,液化过程,。,从微观角度看，动能大的分子从液面逸出，设其分子数为,n,逸,从外面返回的分子数设为,n,回,。,8第三节 弯曲液面上的饱和蒸汽压一、蒸发和凝结,9,二、弯曲液面上的饱和蒸汽压,1.,定性分析,(1),微观分析,凹,液面的分子逸出时所需做的功比平液面多，因为要克服斜线部分液体分子的引力做功。单位时间内逸出凹液面的分子数小于单位时间内逸出平液面的分子数，所以凹液面上的饱和蒸汽压,小于,平液面上的饱和蒸汽压。,凸,液面的分子逸出时所需做的功比平液面少，因为不需要克服斜线部分液体分子的引力做功。单位时间内逸出凸液面的分子数大于单位时间内逸出平液面的分子数，所以凸液面上的饱和蒸汽压,大于,平液面上的饱和蒸汽压。,9二、弯曲液面上的饱和蒸汽压1.定性分析(1)微观分析,10,(2),宏观分析,2.,定量分析,设弯曲液面上的饱和蒸汽压为,:,平液面上的饱和蒸汽压为,:,(1),凹液面,10(2)宏观分析2.定量分析设弯曲液面上的饱和蒸汽压为,11,(2),凸液面,弯曲液面上的饱和蒸汽压,:,凹液面,:,凸液面,:,11(2)凸液面弯曲液面上的饱和蒸汽压:凹液面:凸液面:,12,三、应用,暖云,冷云,混合云,水蒸气,凝结,雨,3.,熏烟防霜冻,2.,云,1.,人工降雨,水蒸气,凝华,雪,12三、应用暖云冷云混合云水蒸气凝结雨3.熏烟防霜冻,13,液体表面性质小结,一、表面张力,1.,表面张力,:,f,=,l,2.,表面能,:,二、弯曲液面的附加压强,1.,平液面,:,2.,凸液面,:,3.,凹液面,:,4.,单球形液面,:,5.,球形液膜,:,13液体表面性质小结一、表面张力1.表面张力:f,14,三、润湿与不润湿,四、毛细现象,(,1),液体润湿管壁,:,(2,),液体不润湿管壁,:,14三、润湿与不润湿四、毛细现象(1)液体润湿管壁:(2,15,五、弯曲液面上的饱和蒸汽压,(1),凹液面,:,(2),凸液面,:,15五、弯曲液面上的饱和蒸汽压(1)凹液面:(2)凸液,