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水的毛细现象与虹吸现象:原理、条件及在树木浇水方面的应用

更新时间:2024-06-18 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

水不仅能沿多孔材料上升,而且能向多孔材料周围扩散,润湿性液体在毛细管内上升,非润湿性液体在毛细管内下降的现象称为毛细现象FBB物理好资源网(原物理ok网)

虹吸现象是由于液体分子间的吸引力和电位差引起的,即利用水柱的压力差,使水上升后流向较低处。由于管口处水面受到不同的大气压,水会从压力大的一侧流向压力低的一侧,直到两边大气压相等,容器内的水面变成相同高度,水就会停止流动。FBB物理好资源网(原物理ok网)

所以它们的形成原理和所需条件是不同的,树木是通过毛细作用吸收水分的,用这两种方式给树木浇水,其实就是用这两种方式人为地增加土壤湿度。FBB物理好资源网(原物理ok网)

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毛细现象的例子和解释FBB物理好资源网(原物理ok网)

当把几根内径不同的细玻璃管插入水中时,可以看到管内的水位要高于容器内的水位,管内径越小,里面的水位就越高。而把这些细玻璃管插入水银中,现象则正好相反,管内的水银水平要低于容器内的水银水平,管内径越小,里面的水银水平就越低。FBB物理好资源网(原物理ok网)

润湿性液体在毛细管内上升和非润湿性液体在毛细管内下降的现象称为毛细现象,能产生明显毛细现象的管子称为毛细管。FBB物理好资源网(原物理ok网)

毛细管中液体为什么能够上升或下降呢?我们已经知道,液体的表面就像一张被拉伸的橡皮膜,如果液面是弯曲的,就会趋于平缓。因此,凹陷的液面对下方的液体产生拉力,凸起的液面对下方的液体产生压力。毛细管中润湿液体的液面是凹陷的,对下方的液体产生拉力,使液体沿管壁上升。当向上的拉力等于管内液柱的重力时,管内液体停止上升,达到平衡。同样的分析也可以解释毛细管中非润湿液体下落的现象。FBB物理好资源网(原物理ok网)

自然界和日常生活中毛细现象的例子很多。植物茎内的导管是植物体内非常细小的毛细血管,可以从土壤中吸收水分。砖块吸水、毛巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象。这些物体中有许多微小的通道,起到毛细血管的作用。FBB物理好资源网(原物理ok网)

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在某些情况下,毛细现象是有害的。例如,在建造房屋时,压实的地基中有许多细小的毛细管,这些毛细管会从土壤中吸收水分,使房间潮湿。建造房屋时,在地基上铺上防水布,以防止毛细现象引起的潮湿。FBB物理好资源网(原物理ok网)

虹吸现象是利用液体分子间的吸引力和电位差,即利用水柱压力差,使水上升后流向较低处。由于管口处水面受到不同的大气压强,水会从压力高的一侧流向压力低的一侧,直到两边大气压强相等,容器内的水面变成同一高度,水就会停止流动。利用冲吸现象可以很快将容器内的水抽出。FBB物理好资源网(原物理ok网)

虹吸管是人类一项古老的发明,早在公元前一世纪毛细现象的例子和解释,人们就创造了一种奇特的虹吸管。FBB物理好资源网(原物理ok网)

其实虹吸效应并不完全是由大气压引起的,在真空中也能发生虹吸现象。使液体上升的力是液体分子间的内聚力。发生虹吸现象时,由于管内流出的液体多于流入管内的液体,两边重力不平衡,所以液体会一直向一个方向流动。液体流入管内时毛细现象的例子和解释,越往上压力越低。如果液体上升的管子很高,压力就会降低导致管内产生气泡(由空气或其他气体组成),虹吸管的高度取决于气泡的产生。因为气泡会断开液体,气泡两端气体分子间的力会降为0,从而破坏虹吸效应,所以管内必须充满水。在正常大气压下,虹吸管比在真空中工作得更好,因为管子两边的大气压使整个虹吸管内部的压力增加。FBB物理好资源网(原物理ok网)

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