|
本文拟解析“界面现象”几道常见思考题,供参考.
附加压力
[例1]. 在水平方向盛有液体的毛细管一端加热,问毛细管内液体可能的移动方向.
参见如下图1所示:
图1. 加热毛细管例题示意图
图1中(a)、(b)两只毛细管,(a)管内液体呈凹液面;(b)管内液体呈凸液面.
图1中“Δp”代表附加压力,方向指向弯曲液面的曲率中心;
且Δp=2γ/R (1)
式(1)中“γ”为毛细管内液体的表面张力;“R”为弯曲液面的曲率半径.
式(1)也称拉普拉斯方程.
毛细管右端加热,温度升高,对应表面张力γ减小,由式(1)可知附加压力亦减小;
此时毛细管(a)内液体向左移动;毛细管(b)内液体向右移动.
2. 饱和蒸气压
[例2].在一密闭容器内有大小不同的两个小水珠,长时间放置,会出现什么情况?
参见如下图2所示:
图2. 水珠的饱和蒸气压例题示意图
水珠饱和蒸气压遵守开尔文公式,即:
RT·ln(pr/p)=2γVm/r (2)
式(2)中“pr”代表小水珠的饱和蒸气压;“p”代表平面液体的饱和蒸气压;“Vm”代表液体的摩尔体
积;“r”代表小水珠的曲率半径.
由式(2)可知,小水珠曲率半径越小,对应饱和蒸气压越大.
则密闭容器内,p大水珠<p小水珠.
设密闭容器内水蒸汽的分压为p',通常情况下,p大水珠<p'<p小水珠.
此时大水珠饱和蒸气压较小,过饱和,将不断有水蒸气在大水珠表面凝聚,大水珠将增大;
与此同时,小水珠饱和蒸气压较大,未饱和,将继续挥发,直至小水珠消失.
综上所述,最终观察到的现象是:大水珠变得更大,小水珠消失.
3.毛细现象
[例3]. 毛细管内液面上升高度为h,现不小心将毛细管于h/2(或A点)处折断,问将看到何种现象?
参见如下图3所示:
图3. 毛细现象例题示意图
观察到的正确现象包括:①毛细管内液面上升高度恒小于毛细管自身(垂直)长度,不会有液体流出毛细
管;②毛细管内液面仍呈现凹液面,表明液体可润湿毛细管.
Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备07017567号-12 )
GMT+8, 2024-11-22 21:34
Powered by ScienceNet.cn
Copyright © 2007- 中国科学报社