Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 256. Капиллярные явления.

E-mail Печать PDF
В жизни мы часто имеем дело с телами, пронизанными множеством мелких каналов (бумага, пряжа, кожа, различные строительные материалы, почва, дерево). Приходя в соприкосновение с водой или другими жидкостями, такие тела очень часто впитывают их в себя. На этом основано действие полотенца при вытирании рук, действие фитиля в керосиновой лампе и т. д.

Очень часто жидкость, впитываясь в пористое тело, поднимается вверх; например, поднимаются вверх чернила, впитывающиеся в промокательную бумагу (рис. 424). Подобные явления можно также наблюдать в очень узких стеклянных трубках (рис. 424). Узкие трубки называются капиллярными (от латинского слова capillaris — волосной).

Рис. 424. Чернила, впитываясь в промокательную бумагу, поднимаются вверх

Рис. 425. В узких стеклянных трубках вода стоит выше, чем в широком сосуде
Опустим такую трубку в жидкость. Если жидкость смачивает стенки трубки, то она поднимается по стенкам трубки над уровнем жидкости в сосуде и притом тем выше, чем уже трубка (рис. 425). Если жидкость не смачивает стенки, то, наоборот, уровень жидкости в узкой трубке устанавливается ниже, чем в широкой (рис. 426).

Как объясняются описанные явления? В § 253 мы видели, что поверхность жидкости около стенки изгибается вверх или вниз в зависимости от того, смачивает она стенку или нет. В узкой трубке края жидкости образуют всю поверхность жидкости так, что поверхность имеет вид, напоминающий полусферу (так называемый мениск), в случае смачивающих жидкостей обращенную вверх вогнутостью, а в случае несмачивающих — вверх выпуклостью (рис. 427). Наличие кривой поверхности жидкости связано с наличием разности давлений (§ 255): под вогнутым мениском

Рис. 426. Уровень ртути в узкой трубке ниже, чем в широкой

Рис. 427. Форма мениска: а) смачивающей жидкости; б) несмачивающей жидкости
давление жидкости меньше, чем под плоским, и это ведет к тому, что в случае вогнутого мениска жидкость поднимается до тех пор, пока гидростатическое давление не компенсирует разность давлений; под выпуклым мениском давление больше, чем под плоским, и это ведет к опусканию жидкости в узких трубках.

Таким образом, в узкой трубке смачивающая жидкость устанавливается выше уровня в широкой трубке, а несмачивающая устанавливается ниже уровня в широкой трубке. Высота поднятия жидкости в капиллярной трубке тем больше, чем больше поверхностное натяжение жидкости и чем меньше радиус трубки и плотность жидкости. Это положение можно отнести и к твердым материалам, пронизанным тонкими каналами неправильной формы. Если материал смачивается водой, то она втягивается в него на тем большую высоту, чем. у'же каналы.

256.1. Положите в воду кусок мела. Из него во всех направлениях начнут выходить пузырьки. Объясните явление.
256.2. Если сложить две стеклянные пластинки так, чтобы с одной стороны их края сходились вплотную, а с другой — были разделены тонкой палочкой, и опустить их в воду, то вода между пластинками поднимется (рис. 428). Чем это объяснить?
256.3. На рис. 429 изображено устройство для стекания влаги, образующейся зимой на подоконниках. Почему вода стекает по узкой полоске тряпки прямо в бутылку?
256.4. Если одну и ту же капиллярную трубку опустить один раз в холодную, а другой раз в горячую воду, то во втором случае высота поднятия воды меньше. Как это объяснить?
256.5. Стеклянные трубки, форма которых показана на рис. 430, полностью погружают в воду, а затем медленно поднимают. Левая трубка состоит из тонкого капилляра А, к которому припаяна широкая трубка В; правая трубка представляет собой

Рис. 428. К упражнению 256.2

Рис. 429. К упражнению 256.3
изогнутый капилляр С. Что будет наблюдаться при вытягивании трубок из воды?
256.6. В воду погружены две стеклянные капиллярные трубки одного и того же диаметра, имеющие форму, изображенную на рис. 431. Высота поднятия воды в прямой трубке выше вершины

Комментарии  

 
-2 #2 09.10.2012 14:30
какая жидкость холодная или горячая поднимется выше по капиллярной трубке и почему
Цитировать
 
 
+2 #1 19.07.2012 17:57
Спасибо! Отличное объяснение темы! Сайт супер!
Цитировать
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: