水的毛细现象

水的毛细现象
水的毛细现象

水的毛细现象

【摘要】毛细现象在日常生活和科技生产中都有着重要的作用。我们需要了解常见液体水的毛细现象并且要知道其相关的应用和它们的利与弊以便更好地应用于生活中,另外大部分同学在计算毛细管中液面上升高度时,往往因为不能抓住模型的本质而产生错误。我们也需要熟悉其计算方法,从本质上更全面、更深层次的的了解毛细现象。

【关键词】毛细现象;毛细现象的应用;高度计算;毛细现象的利与弊;浸润

毛细现象

毛细现象(又称毛细管作用)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,即是毛细现象最常见的例子。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致。

1,水的毛细现象:

毛细管常被用来作为说明毛细现象,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;直到液体内聚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。

2,汞的毛细现象:

在某些液体与固体的组合中,与毛细管吸水的状况略为不同,例如细玻璃管与水银(汞),汞柱本身的原子内聚力大于汞柱与管壁之间的附着力,故汞柱液面中央会稍比四周凸起,这和毛细管吸水的状况恰为相反。

毛细现象应用

化学上的薄板层析利用了毛细现象。

纸巾透过毛细现象,将水充分吸收。

在水文学中,毛细现象常用来解释土壤对水的吸引力;在土壤中,水分会由较潮湿处移动到干燥处,即是毛细现象所致。

毛细现象也是眼泪能够自眼睛不断流出的必要因素。

现今某些材质的运动衣料,会透过毛细现象吸汗。

化学家常利用毛细现象来进行薄板层析(薄板色谱分析)。

纸巾即是透过毛细现象吸收液体,其充满细孔的材质使得液体能够被纸巾吸收。

海绵有非常多的细小孔洞(相当于毛细管),这使得海绵能够吸收大量的液体。

蜡烛芯将蜡引到火附近。

高度计算

毛细现象在日常生活及生命活动的过程中都有着重要的意义,液体透过多孔性物质、植物的吸收和输运水分以及动物的血液在毛细血管中的流动等过程中,毛细现象都起着重要的作用。在计算毛细管中润湿液体上升高度时,综合拉普拉斯公式和静止液柱内部某两点压强差的联系进行计算.则由表面张力的合力与液柱重量相平衡的关系有

πdσcosθ=1/4πd2hρgh (1)

整理得

h=(4σcosθ)/ρgd (2)

注:σ为液体的表面张力

θ为页面与管壁的接触角

ρ为液体的密度

g为重力加速度

d为细管的管径

当θ>90度,这表示弯液面为凸面;同时h<0 ,表示流体在毛细管下降,即汞在玻璃管的情况。

由上式可知,毛细管中液面上升或下降的高度与管径成反比,即管内径越小,管内外液面相对差值h就越大。因此,为减小误差,测压管内经一般应小于10mm。

对于在海平面上,装了水的玻璃管,

γ= 0.0728 J m-2

θ= 20°

ρ= 1000 kg m-3

g = 9.8 m s-2

液柱高度为:h≈1.4*10-5/r(m)

根据此方程式,理论上在 1 米宽的管中,水可以上升 0. 000 014 米(因此极不容易被察觉);另外在 1 厘米宽的管中,水可以上升 0.14 厘米;而在半径 0.1 毫米的毛细管中,水可以上升 140 毫米。

毛细现象的利与弊

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.

毛细现象与浸润

1浸润

放在洁净的玻璃板上的一滴水银,能够在玻璃板上滚来滚去,而不附着在上面。把一块洁净的玻璃片进入水银里再取出来,玻璃上也不附着水银。这种现象才叫做不浸润。对玻璃来说,水银是不浸润液体。放在洁净的玻璃板上的一滴水,会附着在玻璃板上形成薄层。把一块洁净的玻璃片进入水里再取出来,玻璃表面会沾上一层水。这种现象叫做浸润。对玻璃来说,水是浸润液体.

2 对于毛细现象:

浸润液体在毛细管中上升(如水-玻璃),液面成凹月面型,液体附着在器壁;

不浸润液体在毛细管中下降(如水银-玻璃),液面成凸月面型,液体不附着在器壁,表面张力使其凸出。

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毛细管.

【参考文献】

邓爱华,张宇华。2007.水力学与桥涵水文(高职高专道路桥梁专业系列规划教材)。科学出版社

《全日制普通中学教科书(必修加选修)》物理第二册第十二章第四节

雷志栋、杨诗秀、谢森传,《土壤水动力学》,北京:清华大学出版社,1998.

张瑜芳,《土壤水动力学》,武汉水利电大大学研究生教材,1987

张蔚榛,《地下水与土壤水动力学》,北京,中国水利水电出版社,1996

毛细现象

毛细现象大班18人 活动目标: 1.知道带缝隙的物体使水向上走是毛细现象原理,体验和探究发现的乐趣(感知毛细现象原理) 2.能与同伴合作探究,乐于与他人交流自己的猜想、探究和发现。 3.能够探索可以发生毛细现象的物体,学习记录和描述自己的实验过程和结果。 重点:能够探索可以发生毛细现象的物体, 难点:观察出让水移动的物体都有细缝 活动准备: 物质准备:毛巾,清水,容器,尼龙绳,筷子,报纸,棉布,卫生纸,记录表,带颜色的水 经验准备:有记录表格的经验 场地准备: 活动过程: (一)创设问题情境,鼓励幼儿大胆猜想 经验迁移:“我们平时看到的水都是往哪个方向流的呢?谁能够给我举出几个例子(洗手、喝水、下雨)” 引发幼儿猜想:“水会往低处流,还会往其他方向移动吗?” 现象演示:将毛巾的下端浸在水中,一段时间后,为什么毛巾的上端也湿了?那是不是所有的东西都能够让水往上移动呢? 你们觉得有哪些东西可以让水往上移动?出示材料,让幼儿猜想,并在白板上画出表格,用“正”字记录数据,最后进行验证。 (二)引导幼儿进行试验验证,并记录自己的观察和发现 “每个人都说出了不一样的看法,现在我们三个人为一组,到身后的材料台拿材料,然后去操作台进行实验,在实验的过程当中有个要求,你们组的成员要自行分配好任务,有做记录的,有做观察,还有人一会要说出来你们组都发现了什么,每个人都有自己的任务哦!” 幼儿实验操作,进行个别指导。(在实验过程当中注意容器的水和记录表) (三)鼓励幼儿进行交流分享,梳理提升经验

实验结束后让孩子拿着记录表坐到椅子上,“你们谁看见水往上移动了?你们都选取的哪些材料,有哪些可以让水移动呢?”,与实验之前记录的表格相对比,看看猜想与实验结果是否一致。 提升:“你们刚才都做实验了,那能让水移动的物品都有什么共同点,或者说和其他的相比有什么不同点?”拿出材料,让幼儿仔细观察,发现物品特征,“能让水向上移动的物品摸起来和看起來有什么不同?” 结论:原来带缝隙的物品能让水往上移动。 提出问题,猜想与假设,观察、实验与制作,搜集、记录信息,思考、解释与得出结论,表达、分享与交流 对身边的科学现象感兴趣,学习用多种方法进行探究和实验,常使用语言、图表等多种方式表达探索的过程和结果,并乐于与同伴分享探索和发现的乐趣。 产生疑问猜想假设实验验证

水的毛细现象

水的毛细现象 【摘要】毛细现象在日常生活和科技生产中都有着重要的作用。我们需要了解常见液体水的毛细现象并且要知道其相关的应用和它们的利与弊以便更好地应用于生活中,另外大部分同学在计算毛细管中液面上升高度时,往往因为不能抓住模型的本质而产生错误。我们也需要熟悉其计算方法,从本质上更全面、更深层次的的了解毛细现象。 【关键词】毛细现象;毛细现象的应用;高度计算;毛细现象的利与弊;浸润 毛细现象 毛细现象(又称毛细管作用)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,即是毛细现象最常见的例子。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致。 1,水的毛细现象: 毛细管常被用来作为说明毛细现象,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;直到液体内聚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。 2,汞的毛细现象: 在某些液体与固体的组合中,与毛细管吸水的状况略为不同,例如细玻璃管与水银(汞),汞柱本身的原子内聚力大于汞柱与管壁之间的附着力,故汞柱液面中央会稍比四周凸起,这和毛细管吸水的状况恰为相反。 毛细现象应用 化学上的薄板层析利用了毛细现象。 纸巾透过毛细现象,将水充分吸收。 在水文学中,毛细现象常用来解释土壤对水的吸引力;在土壤中,水分会由较潮湿处移动到干燥处,即是毛细现象所致。 毛细现象也是眼泪能够自眼睛不断流出的必要因素。 现今某些材质的运动衣料,会透过毛细现象吸汗。 化学家常利用毛细现象来进行薄板层析(薄板色谱分析)。 纸巾即是透过毛细现象吸收液体,其充满细孔的材质使得液体能够被纸巾吸收。 海绵有非常多的细小孔洞(相当于毛细管),这使得海绵能够吸收大量的液体。 蜡烛芯将蜡引到火附近。 高度计算 毛细现象在日常生活及生命活动的过程中都有着重要的意义,液体透过多孔性物质、植物的吸收和输运水分以及动物的血液在毛细血管中的流动等过程中,毛细现象都起着重要的作用。在计算毛细管中润湿液体上升高度时,综合拉普拉斯公式和静止液柱内部某两点压强差的联系进行计算.则由表面张力的合力与液柱重量相平衡的关系有 πdσcosθ=1/4πd2hρgh (1) 整理得 h=(4σcosθ)/ρgd (2) 注:σ为液体的表面张力 θ为页面与管壁的接触角 ρ为液体的密度 g为重力加速度

毛细现象

理论上细管中的水会上升,但实际上你几乎看不到,水受热膨胀的幅度是非常小的,除非细管特别特别细,但当管非常非常细的时候就算你不用手捂住瓶子,你也会看到细管中有一点水上升,这叫毛细现象。 现象: 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。 毛细作用,是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外的现象。毛巾吸水,地下水沿土壤上升都是毛细现象。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。 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。 实验 不同液体的毛细现象 用三种液体进行比较:肥皂液、风油精、水。 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。

毛细现象

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. 毛细作用

生活中的毛细现象

生活中常见的毛细现象 摘要:毛细作用,是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外的现象。毛巾吸水,地下水沿土壤上升都是毛细现象。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。生活中有很多这种毛细现象。 关键词:毛细;生活;应用 一、毛细现象及其相关概念 1.1 毛细现象 毛细现象,又称毛细管作用,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,即是毛细现象最常见的例子。当液体和固体或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致。 1.2 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。

1.3 毛细现象产生原因 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。 1.4 水和汞的毛细现象 由于表面张力与附着力的差异,水在毛细管中,中央较四周凹下;汞在毛细管中,中央较四周凸起。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。 在某些液体与固体的组合中,与毛细管吸水的状况略为不同,例如细玻璃管与汞,汞柱本身的原子内聚力大于汞柱与管壁之间的附着力,故汞柱液面中央会稍比四

虹吸现象与毛细现象

虹吸现象与毛细现象 江苏省泗阳县李口中学沈正中 虹吸现象及其原理 虹吸现象:将一根盛满液体的软管两头用手指堵住,一端放进一个装有液体的容器中(必须浸没在液面下,两端手指都不能松开),另一端放在容器外侧,只要外端的管口位置低于内侧的管口,这时同时松开堵住的手指,容器中的液体就会源源不断流出,这就是虹吸现象。 虹吸现象原理:是利用压差,当外侧管口低于内侧管口时,两个管口位置就形成高度差,这段液体的高度差就会形成一定的压强,这就是虹吸现象的动力源,松开手指后,液体就会在这个压力差的作用下发生流动,高差越大,液体流动越快。 所以实质上,虹吸原理就是连通器的原理,加在密闭容器里液体上的压强,处处都相等。 毛细现象及其的原理 浸润和不浸润: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,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。 毛细管及其毛细现象(又称毛细管作用或毛细作用):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子叫做毛细管。 毛细原理: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。 液体在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致。 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。 水的毛细现象,毛细管常被用来作为说明毛细现象,当细玻璃管

毛细现象的再思考

摘要:本文从高中物理无法解决的有关毛细现象的问题出发,从大学物理的教材中寻找有关的理论,旨在解决该问题,并拓宽相关知识的广度,挖掘相关内容的深度。 关键词:毛细现象 受力分析 附加压强 毛细现象的再思考 一、引言 在人教版高中物理选修3-3部分的《液体》章节中涉及到了毛细现象,无论在教材还是在参考资料上,都无一例外地向读者展示毛细管中的浸润液体上升是因为表面张力的作用与高出的液体重力平衡。对毛细现象用这样的解释方法带来两个问题:一是毛细管中的不浸润液体下降的原因是表面张力和哪部分液体的重力平衡呢?书本未提及,教师也没办法跟学生解释。二是对于解决下面这个问题就显得很尴尬了——若将一毛细管插入水中,其中水面可升高3cm ,若该毛细管垂直露在水面上部分的长度只有2cm 。则水是否将溢出管外?如此是否可以做成一永动机呢?——永动机模型是不存在的;而毛细管只有在高出液面长度为3cm 表面张力才等于液柱的重力,若毛细管露出液面的高度只有2cm 长的情况下,水柱受力不平衡,还要继续上升,水将溢出,这的确就是永动机嘛。不仅仅是学生,就连有的高中教师也说不清楚,问题出在哪里。要解决这两个问题,就要从毛细现象产生的原因上去考察。 毛细现象是指将毛细管插入液体中,由于液体和固体间的浸润或不浸润效果,管中的液面上升或下降的现象。毛细现象的产生是浸润(不浸润)和表面张力共同作用的效果。下面笔者将结合液面受力情况,细致分析毛细现象出现的过程。 二、“附加压强”概念解析 有些情况下,液体会形成弯曲的表面,由于表面张力的影响,此时液面内外将出现压强突变的现象,内外压强差值叫附加压强。附加压强的大小可以用下面方法推导得到: 从任意一个弯曲的液面上取一个非常小的曲面元,由于曲面足够小,为了便于计算,可将其视为矩形ABCD ,其面积为?S 。其中AB 边长为l 1,AD 边长为l 2,找到该曲面的四条边的中点B 2、B 1、A 2、A 1,连接B 2 A 2、B 1A 1,交点为O 。 AD 边受到的表面张力为(其中σ为表面张力系数) 在垂直该曲面元的方向上的分力为 ?sin 22??=?f f y 其中,结合几何关系得到11O A sin R ≈? (上式中的R 1为弧A 1OB 1的曲率半 径) 联立上面三个方程,得到 S R R l l f y ?=???=?111 2222σσ 再来考察BC 边所受到的表面张力:由于对称性,BC 边受到的表面张力在x 方向上的分力与AD 边在该方向上的分 力相抵消,故我们只考虑y 方向的分力——与?f 2y 相同。 C 1 C 1 ??f 图 1 微小面元的受力

生活中的毛细现象

生活中常见的毛细现象 摘要:毛细作用,是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外的现象.毛巾吸水,地下水沿土壤上升都是毛细现象。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。生活中有很多这种毛细现象。 关键词:毛细;生活;应用 一、毛细现象及其相关概念 1.1 毛细现象 毛细现象,又称毛细管作用,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,即是毛细现象最常见的例子.当液体和固体或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致. 1.2 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。 1.3 毛细现象产生原因 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。 1.4 水和汞的毛细现象 由于表面张力与附着力的差异,水在毛细管中,中央较四周凹下;汞在毛细管中,中央较四周凸起。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。 在某些液体与固体的组合中,与毛细管吸水的状况略为不同,例如细玻璃管与汞,汞柱本身的原子内聚力大于汞柱与管壁之间的附着力,故汞柱液面中央会稍比四周凸起,这和毛细管吸水的状况恰为相反. 图1 水和汞的毛细现象

幼儿园大班科学活动会爬高的水毛细现象

幼儿园大班科学活动:会爬高的水(毛细 现象) 活动目标: 1、在本次活动中,通过观察水能沿着松软的纸慢慢向上爬的现象,幼儿将感知纸的毛细现象,同时发现生活中的类似现象,并探索其中的原因,感知毛细现象。 活动准备: 白色、绿色皱纹纸(或吸墨纸),红、黄、蓝、绿4种颜料水,白色小毛巾,毛细管(止咳糖浆的小细管,内径越小越好),空饮料瓶,大瓷盘,杯子,透明胶带,小剪刀,放大镜。 活动过程: 一、试一试: 1.会吸水的纸:(1)把皱纹纸(十六厘米长,四厘米宽)的一端用胶带固定在厚纸板上,用黑色签字笔在皱纹纸另一端1/4处画一个墨点。 2.将厚纸板竖起来,让皱纹纸尾端浸到水中,猜一猜,纸会怎么样?(水顺着纸向高处爬,并带着颜色向上扩散)。(图A、B) 问题:水为什么会爬高呢?我们再做一个试验。 2.会爬高的水:每人取毛细管一支,放入4种颜色

水中,你发现了什么?(颜色水顺着毛细管向上爬)。(图C) (教师总结:水会顺着毛细管向上爬,这是毛细现象。) 问题:为什么水会顺着纸往高处爬呢?教师引导幼儿用放大镜观察纸,你发现了什么? (纸有很细小的空隙,水会顺着这些空隙向上爬,进行扩散)。 (二)玩一玩 1.白花变彩花 幼儿取一朵白花,想办法怎样让白花变成彩花。(教师引导幼儿将花的一小部分接触颜料水,观察白花变彩花的现象)。(图D) 2.白毛巾变彩色毛巾 幼儿取一杯颜料水,放在大瓷盘上,同时取一条白毛巾,搭在杯壁上,一端接触颜料水,一端垂向瓷盘,引导幼儿观察白毛巾变彩色毛巾的过程。(图E) 3.流泪的树: 将皱纹纸裹在饮料瓶周围(多裹几层),将高出瓶口的皱纹纸用剪刀剪开,拧成树状(可用透明胶带将接缝处贴牢),做好后放入瓷盘中,往盘中浇彩色水,观察水沿着"树"上升的变化。(图F)

虹吸现象与毛细现象知识讲解

虹吸现象与毛细现象

虹吸现象与毛细现象 江苏省泗阳县李口中学沈正中 虹吸现象及其原理 虹吸现象:将一根盛满液体的软管两头用手指堵住,一端放进一个装有液体的容器中(必须浸没在液面下,两端手指都不能松开),另一端放在容器外侧,只要外端的管口位置低于内侧的管口,这时同时松开堵住的手指,容器中的液体就会源源不断流出,这就是虹吸现象。 虹吸现象原理:是利用压差,当外侧管口低于内侧管口时,两个管口位置就形成高度差,这段液体的高度差就会形成一定的压强,这就是虹吸现象的动力源,松开手指后,液体就会在这个压力差的作用下发生流动,高差越大,液体流动越快。 所以实质上,虹吸原理就是连通器的原理,加在密闭容器里液体上的压强,处处都相等。 毛细现象及其的原理 浸润和不浸润: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,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。 毛细管及其毛细现象(又称毛细管作用或毛细作用):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子叫做毛细管。 毛细原理: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。 液体在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致。

毛细现象的解释

毛细作用,是液体表面对固体表面的吸引力。毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外的现象。毛巾吸水,地下水沿土壤上升都是毛细现象。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。 目录 1现象 2浸润液体 3附加压强 4上升高度 5公式 6推导 7生物现象 8实验 1现象 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.

毛细现象图片锦集(12张) 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。 2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 毛细现象实验 ,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,把不浸润液体装在容器里,例如把水银装在玻璃管里,由于水银本身的表面张力大于水银与管壁之间的附着力,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。

《神奇的毛细现象》

公开课教案 《神奇的毛细现象》 枣园镇中心幼儿园尚金荣 【活动目标】 1、了解毛细现象,会解释生活中毛细现象。 2、通过探索活动,直观的感受“毛细现象”。 3、培养合作探究能力、观察及动手操作能力。 【活动准备】 1、毛巾、粉笔、塑料、铁钉、卫生纸等。 2、塑料盆、红颜色水、毛细管。 3、事先把白菜茎放入红色水中。 【活动重难点】 重点:了解毛细现象。 难点:会解释生活中毛细现象。 【活动过程】 一、发现毛细现象 激发兴趣:小朋友们,你们知道水往高处还是还是低处流呢?(低处),今天老师要给小朋友们变一个魔法,让水往高处走,你们相信老师能成功吗?好,请你们睁大眼睛仔细瞧!(老师实验)你们看到了什么?(水顺着卫生纸慢慢的爬上来了) 二、探索毛细现象 1、发现毛细管 (1)小朋友们,老师真的有魔法吗?其实很多魔法都是利用了科学,老师就和大家一起来探索这到底藏了什么科学秘密,会不会是

卫生纸里藏着秘密呢? (2)在你们的桌子上面老师为你们准备了卫生纸,我们一起来看看到底是怎么回事。 (3)幼儿观察,教师巡回指导。 (4)交流观察结果。 刚才我们观察了卫生纸你们发现了什么? 教师小结:卫生纸里面有很多很小很小的洞洞,这些很小很小的洞洞还有一个很好听名字叫“毛细管”。因为它像毛发一样很细,所以就叫毛细管。 2、探索毛细现象 这些毛细管有什么本领呢?老师给大家准备了一些毛细管,我们慢慢的把他放进红色水里,然后仔细观察,会发生什么有趣的现象。 (1)幼儿实验 (2)交流结果 教师小结:我们发现红色水顺着毛细管自己爬上来了。这下终于明白了原来卫生里面有毛细管,发生了毛细现象,所以卫生纸才会吸水。 3、继续探索毛细现象 还有什么东西里也有毛细管,会发生毛细现象,能吸水呢?老师桌子上给小朋友们准备了一些东西,我们四个人一组,把它们放水里探索一下,还要想一想为什么?探索完以后,把你们的发现记录在这张纸上。每组一张表,你们自己商量,由一位小朋友负责记录。谁来给老师说说应该怎样记录呢?(如果能吸水就在下面画个,如果不能吸水就在下面画个×)。

生活中的毛细现象

生活中的毛细现象 准备材料:一块纯棉布、一块化纤布、一次性纸杯、一小块报纸、铅笔、塑料勺子、雪糕棍周末妈妈给我买了几件衣服,回家后让我试了一件又一件,还说这件是纯棉,那件是60%的棉,还有什么速干面料的;还说这件比较凉快,那件出汗以后比较容易干。我问妈妈,各种衣服的作用都不同吗?妈妈说,准确的说,衣服的质地不一样穿上的感觉的一样,尤其是在夏天,选择合适的衣服会感觉很凉爽,有的衣服却感觉很热。哦,原来是这样,怪不得妈妈每次买衣服都要先翻吊牌,是看衣服的质地啊。妈妈看我还是有些不太明白,说我们一起做个简单的小实验我就会很快明白的。一听做实验,太高兴了,我赶紧把实验装备全都搬出来。 需要的材料:一个盘子、一块纯棉布、一块化纤布

实验过程:把纯棉布和化纤布浸泡在水中,观察它们被浸湿情况。 实验结果:发现纯棉布很快湿了一大片,而化纤布湿的很少。

实验原理 棉布是用有空隙的细纤维织成的,由于毛细作用,汗液可以通过这些空隙跑出去,所以大部分人喜欢在夏天穿棉、麻等天然纤维制成的衣服。如果用化纤做内衣会感觉很热,这是因为化纤纤维缝隙较少,难以产生毛细现象,所以不宜吸汗,会使你感到汗在衣服里流淌。因此,夏天穿纯棉或者天然纤维的衣服最凉爽。 实验延伸

为了对毛细现象有更深入的理解,我们采用了其它两种实验:(一)通过手工纸折成花朵状,放入水中,观察“花朵”,说明纸也有毛细现象。

妈妈让我做这个实验的时候,我还心中有疑问,“花朵”会盛开吗?实验证明,纸也有毛细现象。因为纸的主要材料是植物纤维,它们也有极细的管道,水渗入这些毛细管中,纸开始膨胀,纸做的“花朵”就盛开了。 (二)利用家中的一些材料做比试,看看它们是否都有毛细现象?材料:塑料勺、冰糕棍、铅笔、粉笔。

毛细现象

毛细现象实验报告 班级:机械1201 学号:姓名: 一.毛细现象 毛细现象,又称毛细管作用,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。毛细管插入浸润液体 中,管内液面上升,高于管外,毛细 管插入不浸润液体中,管内液体下 降,低于管外的现象。毛巾吸水,地 下水沿土壤上升都是毛细现象。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。 二.实验 1.实验目的观察流体流动发现某些问题和现象 2.实验装置自来水,蓝黑墨汁,大小玻璃杯各一个,毛巾,不同粗细的吸管三根,照相机,记录工具 3.实验过程及现象

1. 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,由于水银本身的表面张力大于水银与管壁之间的附着力,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。 2. 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。

4.现象分析 根据毛细现象,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。毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外。 由于水对玻璃是浸润液体,所以在细玻璃管内水和管壁接触时会吸附在其表面。此外, 由于水的表面张力的存在,边缘的水面 会给中间部分的水面一个沿水面切向的 拉力,这个拉力会克服液体所受的重力, 使液面逐渐上升,直到这个拉力与水柱 的重力平衡,此时水柱不再上升保持稳 定。因此,水在毛细管内是高出液面以上,且液面呈下凹形。 由于水银对玻璃是不浸润液体,所以水银和管壁接触时,不会和管壁吸附。此时水银表面张力会阻碍水银表面“破裂”,所以,毛细管无法进入水银内部,因此毛细管插入水银中,内部液面在外部液面以下,且液面成上凸形。 生活中浸润现象比较常见,而不浸润现象比较少见,所以,毛细现象以浸润为主。 毛细作用中的液面张力和接触长度成正比,而克服的重力和体积成正比。所以,毛细管的粗细决定了毛细现象的明显程度。这就是毛细管越细,液面高度越高的原因。 三.毛细现象应用 毛细现象渗透在我们生活中的很多方面,既有有利的,可以为人们生产生活提供便利的一面,也有给人们生活带来不便和烦恼的一面。现在,我就几个典型事例来介绍一下生活中的毛细现象。 如果哪天晚上我们洗澡,一不小心把干净衣服的一角拖

相关文档
最新文档