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赫施曼毛细管吸耳球的原理看完本篇你就知道了

发表时间:2021-09-26  |  点击率:64
  赫施曼毛细管吸耳球用于10ul及以上的一次性毛细管的毛细管吹液使用,不用于助吸(毛细现象,液体会自动爬升)
 
  液体在附着层处(固-液界面处,厚度为分子引力作用半径的液体层)的液体分子与液体内部分子在受力上存在不同,液体内部分子只是受到液体分子的引力作用,相互对称抵消,而附着层中液体分子既受液体分子的引力又受到固体分子的引力,受力不平衡。
 
  考虑液体为浸润液体时,固体分子引力大于液体分子引力,附着层中液体分子所受合力垂直于固-液界面指向固体,具有大于液体内部分子的引力,故有着更小的分子间势能。由势能最小原理可得,液体内部分子有趋于附着层中分子的趋势,从而附着层有伸展趋势。这即是浸润现象的根源。
 
  当管内附着层伸展时,下部的势能较高的液体内部分子会向上转移,进入势能较低的附着层中,分子间势能转化为分子的重力势能,所以毛细管插入浸润液体中,液面产生凹陷,同时管内液面上升。
 
  从分子受力角度来看,附着层产生了向上的力,此时液面产生与表面相切的表面张力,在这两个力作用下,使凹面处液体的压强发生了变化。对液体产生了一个附加压强,凹面下液体的压强小于水平液面下液体的压强。(受力图见下)
 
  根据在装有相同液体的连通器,同一高度处各点的压强都相等的原理,液体将会不断地上升,直到上升液柱的静压强抵消了附加压强为止,使系统在竖直方向上达到稳定平衡状态,可以由这个状态求得毛细管中液面上升高度。
 
  同理可以得到液体为不浸润液体时,固体分子引力小于液体分子引力时的情况,利用平衡状态求得毛细管液面下降高度
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