毛细现象浅析

浅析——演讲人：甘萍目录•相关概念•毛细现象定义•原理•能量来源•应用液-固界面不浸润VS浸润分子间作用力液体内部分子所受的力可以彼此抵销，但表面分子受到体相分子的拉力大，受到气相分子的拉力小（因为气相密度低），所以表面分子受到被拉入体相的作用力。这种作用力使表面有自动收缩到最小的趋势，并使表面层显示出一些独特性质，如表面张力、表面吸附、毛细现象、过饱和状态等。目录•相关概念•毛细现象定义•原理•能量来源•应用什么是毛细现象？•浸润液体在毛细管里液面升高现象和不浸润液体在毛细管里液面降低的现象，称为毛细现象。图毛细管现象(a)液体在毛细管中上升h(b)液体在毛细管中下降h生活中的毛细现象目录•相关概念•毛细现象定义•原理•能量来源•应用原理•一、由于附着力使附着层扩展而使表面层的面积增大；•二、凹弯月面上的表面张力为了使液面收缩，就要把液面下的液体向上拉，导致液体在毛细管内上升；•三、上升的液柱又受到方向向下的重力的作用。•直到出现附着力、表面张力和上升液柱所受重力这三个力平衡时，管内液柱则稳定在一定高度。粗管不产生毛细现象接触角θ90。H0θ=90。H=0θ90。H0液体分子和固体分子之间的吸引力目录•相关概念•毛细现象定义•原理•能量来源•应用能量来源•从微观上看液体表面自由能就是在等温条件下液体表面中所有分子的势能。•气-液界面，固-液或固-气界面出现薄层，这一薄层内的分子同固体内部的分子相比缺少了一些能吸引它的分子(因液体、气体的密度比固体小，从而使这一薄层内的分子势能大于固体内部的分子势能。在温度不变时，固体表面薄层中所有分子势能的和为固体的自由表面能。•自由表面能:Es，l(液、固)，Es，g（气、固），因液体的密度大于气体，所以Es，lEs，g。当固、气界面被固、液界面取代时，将有一部分表面能释放出来，所以毛细现象发生过程中，固体表面能释放转变为水柱的重力势能和系统的内能。目录•相关概念•毛细现象定义•原理•能量来源•应用应用——如何解释锄地保墒原理？锄地土壤间隙被认为是一些毛细管，水在其中呈凹液面。天旱无雨时，农民通过锄地来保持土壤水分，因为锄地可切断地表的土壤间孔隙(即毛细管)，以防止土壤中水分沿毛细管进一步上升蒸发。应用——毛细永动机？•液体是否会因毛细现象而溢出上端管口？元df应用——毛细永动机？r为内径，θ为接触角，α为表面张力系数H=2αcosθ/рgr•受力分析：•表面张力元：df元=αdl•轴向分力为：df=df元cosθ•积分：f=2πrαcosθ•若r，α，θ为常数，则液体溢出但是，，液体受力未达平衡仍将向上端移动，致使冷端凹液面的前倾，θ'θ,f'f,最终f'=G'防治——浮法玻璃发霉•玻璃发霉的本质是玻璃表面在pH值大于8．5时，其表面结构发生了“氧桥”断裂，硅氧网络被溶蚀而造成。•条件：（1）水分；（2）OH-离子浓度聚集至pH值大于8．5。•在阳光的照射下其表面出现有彩虹、霉点、水印、油印、纸纹等现象•原因：“毛细现象”+水汽==水膜==聚集OH-==pH值不断升高==pH8.5==结构溶蚀，霉变•目前，玻璃发霉保护主要有防霉粉防霉、隔纸防霉、防霉液防霉三大类。此三类产品中以防霉粉最优，属纳米级高分子材料，具有环保、高效、易清洗等特点。•防霉粉：吸收“毛细现象”产生的微量水汽，防止玻璃表面高浓度OH一离子的水膜形成；具有H+离子的缓释作用，延长了玻璃防霉粉中和OH一离子的有效时间Thankyou！