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bearboy1016新蟲(chóng) (初入文壇)
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[求助]
氣體可以積壓在水管底部，不會(huì)形成氣泡受浮力上升，為何？ 已有1人參與
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假如有一根直立水管，水管很細(xì)，里面充滿水，水管上面與大氣相通，從水管下面充氣，如果水管夠細(xì)，氣體不會(huì)因?yàn)楦×Χ仙�，而�?huì)積壓在水管底部，因?yàn)槭艿矫?xì)管力的作用，如果氣體氣壓達(dá)到毛細(xì)管力和水柱壓力之和，氣體會(huì)排替水，將水柱往上抬。 假如水管比較粗，毛細(xì)管力很小，氣體便不會(huì)積壓在水柱底部，而會(huì)呈氣泡形態(tài)，受浮力上升。 我想問(wèn)的是，氣體在多小的毛細(xì)管內(nèi)才能因?yàn)槊?xì)管力的作用而被積壓在水管底部。水管變粗，毛細(xì)管力會(huì)變小，水管多粗，氣體才不會(huì)被積壓在水管底部，而呈氣泡形態(tài)上升。這其中的力學(xué)機(jī)制是什么？在這樣的實(shí)驗(yàn)條件下，氣體在水管底部形成氣泡上升的條件是什么（形成氣泡的條件等等Sample Text）？ 對(duì)了，補(bǔ)充一下，上述現(xiàn)象是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，現(xiàn)在需要對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的解釋。 |
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mugang09
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4樓2012-10-16 15:32:14
bearboy1016
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2樓2012-10-16 10:30:28
leongoall
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3樓2012-10-16 13:15:09
bearboy1016
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leongoall: 金幣+10, 重金獎(jiǎng)勵(lì)認(rèn)真回帖！ 2012-10-17 04:26:41
leongoall: 金幣+10, 重金獎(jiǎng)勵(lì)認(rèn)真回帖！ 2012-10-17 04:26:41
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毛細(xì)管力其實(shí)我自己理解也不是很到位...我說(shuō)一下我自己的理解。這里涉及到三相接觸，管子（固體），水（液體），氣（氣體）。把水滴滴在水平玻璃上，水滴會(huì)潤(rùn)濕玻璃板（玻璃板對(duì)水滴表面水分子吸引力大于水滴表面水分子之間的吸引力）。我說(shuō)亂了，先說(shuō)表面張力（我的理解），水暴露在空氣中，水滴表面最上層的水分子受到的各種分子之間的引力斥力不為零，內(nèi)部分子則為零，所以內(nèi)部分子雖然有不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，卻不會(huì)運(yùn)動(dòng)太遠(yuǎn)，在一定距離內(nèi)擺動(dòng)，表層分子則可能掙脫引力，逃到空氣當(dāng)中（蒸發(fā)），這樣子水滴表層水分子比內(nèi)部要稀疏，導(dǎo)致分子間引力大于斥力（分子間距離較穩(wěn)定狀態(tài)遠(yuǎn)，則引力大于斥力），這樣在水滴表面有一層膜，這層膜就像繃緊的彈性膜（想想一張被拉開(kāi)的弓，只是弓是線，而水滴表面是面），有一個(gè)收縮的力。這個(gè)力就是表面張力。所以只要一種相態(tài)的表面是曲面，它朝哪個(gè)方向彎曲就是朝哪個(gè)方向繃緊，這樣表面就會(huì)有一個(gè)指向凹面的力，這個(gè)力可能就是那個(gè)毛細(xì)管力。毛細(xì)管內(nèi)有兩種流體，一種是潤(rùn)濕相（固體表面對(duì)這種流體的吸引力大于這種流體表層內(nèi)部的吸引力，也就是大于它的表面張力，反之則為非潤(rùn)濕相），這樣潤(rùn)濕相在毛細(xì)管內(nèi)會(huì)形成一個(gè)潤(rùn)濕角（固體也液體表面引力的結(jié)果吧），也就是會(huì)形成一個(gè)彎曲液面，這樣就會(huì)有一個(gè)指向凹液面的力，這個(gè)力就是毛細(xì)管力，跟界面張力成正比，跟毛細(xì)管半徑成反比。對(duì)了，如果是氣液兩相接觸，界面張力就叫做表面張力，就是我上面的解釋的那個(gè)力，如果是不相容兩相接觸，接觸面就稱為界面（好像是這樣子），不相容兩相界面張力形成機(jī)制應(yīng)該跟氣液兩相類似，只是大小不同。不知道我說(shuō)清楚了沒(méi)有，說(shuō)的有點(diǎn)亂...另外我不知道我的理解有錯(cuò)誤沒(méi)有。 然后你說(shuō)的水柱壓力與浮力平衡的話..如果氣體只有上面有水，下面沒(méi)有，它是沒(méi)有浮力的，只有水柱壓力。浮力是水對(duì)氣體的各個(gè)接觸面的壓力之和，你想想產(chǎn)生浮力就是因?yàn)樗猩钐帀簭?qiáng)大于淺出，所以氣泡下面所受水的壓強(qiáng)大于上面的，其壓差就是浮力。 |
5樓2012-10-16 19:53:25
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