关于毛细现象

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/29 07:08:10
毛细现象时候细管中的液体上升,它所需要的能量是哪来的? 有什么东西对水做功了么? 这部分的重力势能是什么转化来了? 是表面张力么,那么消耗了什么能量?

毛细现象的原因,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.
从本质上说,毛细现象的能量来源于界面能。这个必须用大学的表面热力学进行讨论。
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。

推荐;http://kejian.tzc.edu.cn/ckwx/pdf/262.pdf

消耗了分子内部的能量

应该是温度,

以下是猜测:

液体和管子的交界处,由于两种物质不同,所以分子运动也不同.好象是说壁上的分子对水分子的吸引力超过了水的表面张力,于是交界处的水就比别处高一些,(也跟管子的材料和直径有关,直径越细的凹的越厉害)

就是像水和水银都放在玻璃管里,水是呈凹型的,水银呈凸型,这可能与他们的分子运动有关(以前老师说的忘了)