江苏龙网

  1. 首页 > 资讯 > 资讯 > >

毛细管|今天的文章是真的水……( 二 )


毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

来源：Wikipedia
毛细现象还有个特点 ， 当毛细管的内径越小的时候 ， 页面就能上升到更高的高度 。
毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

毛细现象 ， 玻璃管的管径越小 ， 里面的液体上升的高度越高 | 来源：USGS
小编当初学习到毛细现象的时候 ， 突发奇想 ， 既然水在毛细管中的液面会上升 ， 那么是不是可以利用这一点来制造一台永动机呢？将一根毛细管插入一杯水中 ， 如果毛细管在水面上的高度低于毛细管内液面所能上升的高度 ， 那毛细管中岂不是能源源不断地涌出水来 ， 周而复始 ， 一刻不停 。 然而热力学第一定律和热力学第二定律迅速打醒了迷糊的小编 。
毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

来源：科学松鼠会 [2]
接下来就以上面这五幅图来讨论一下为什么这个办法不可行 。 I图就是正常的毛细现象 。 如果毛细管在水面上的高度低于毛细管内液面所能上升的高度 ， 如图II一样 ， 那么水不会源源不断地涌出 ， 而是管口处的液面会变得“平坦” 。 既然毛细管中的水无法源源不断地流出 ， 那么将毛细管弯折成图III那样 ， 利用重力让水滴下落行不行？这样做的结果就是毛细管中的液面依然是凹向水那一侧 ， 无法滴落 。 倘若将毛细管管口降低到水杯的液面以下 ， 如图IV一样呢？如果只是略微低于水杯的液面 ， 由于表面张力的存在 ， 可以兜住水滴 ， 管口的液面只是凸向空气 ， 而不会滴下 。 如果毛细管口远低于水杯的液面 ， 就是成了虹吸效应 ， 杯中的水会源源不断地流出 。 可问题来了 ， 这样不能“永动”呀 ， 因为流出的水回不到水杯中了 ， 水杯里不一会儿就没水了 。 那么将毛细管管口插到水杯里面 ， 流出的水不就能回到水杯中了吗？
将毛细管管口插入水中就成了下图这样子 ， 小编凭借小学二年级的知识就看出来 ， 里面的水“永动”不了 ， “永动机”的想法破灭了 。
毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

来源：Wikipedia
利用毛细现象将一杯水打造成永动机是不可能实现的 ， 但是同样一杯水却可以让饮水鸟永不停息地喝水 ， 像台“永动机”一样 。
●饮水鸟 ●
饮水鸟是一种常见的玩具 ， 非常神奇的地方在于 ， 它能不知疲倦地一直喝水 。
毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

饮水鸟 | 来源：Study.com
饮水鸟不停喝水的玄机在于其中装填的液体和它的构造 。 鸟肚子是一个玻璃泡 ， 鸟头连着一根玻璃管 ， 玻璃管插入鸟肚子中 。 鸟肚子里面装着一些易挥发液体 ， 鸟头上套着一层绒布 。
毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

饮水鸟构造 | 来源：科学松鼠会 [3]
一开始只需要将鸟头打湿 ， 它就能一直喝水啦 ， 蠢萌蠢萌的 。 这里面的原理其实很简单 ， 鸟头的湿绒布里的水分蒸发 ， 带走鸟头的热量 ， 使得鸟头玻璃泡里的温度降低 。 低温会导致液体的饱和蒸汽压下降 ， 这就使得鸟头玻璃泡中的气压低于鸟肚玻璃泡中的气压 ， 所以鸟肚玻璃球泡中的液体因为压力差被挤压到头部 。 当有足够多的液体被挤压到鸟头时 ， 饮水鸟的重心上移 ， 当鸟头的力矩足够大时 ， 则会饮水鸟则会低头 。 低头后 ， 饮水鸟身体接近水平 ， 使得鸟头与鸟肚气体连通 ， 两边的气压达到平衡 ， 液体也由鸟头流回鸟肚 ， 此时重心又回到下方 ， 所以饮水鸟又抬头了 。
毛细管|今天的文章是真的水……
本文图片

饮水鸟中的液面上升的原理 | 来源：hk-phy.org
因为饮水鸟的工作依赖于里面液体的移动 ， 所以填充在饮水鸟内部的液体必须要有容易凝结的特点（也就是易挥发 ， 即低沸点） ， 如此才能在鸟头温度略微下降的情况下有足够的气体凝结成液体 ， 进而较大地改变鸟头的气压 。 饮水鸟内部装填的液体一般是二氯甲烷（沸点40℃）和乙醚（沸点：34.6℃）等 ， 所以玩饮水鸟的时候要注意别把它打破了 ， 二氯甲烷和乙醚都有一定毒性 。 饮水鸟前面放置一杯水其实是为了让鸟头的绒布一直保持湿润 。
毛细管|今天的文章是真的水……


推荐阅读


上一篇：新浪数码：雷军：澎湃芯片计划继续 概念机MIX Alpha不再量产新浪数码2020-08-09 13:54:460阅

下一篇：美国媒体|美国发布报告称俄媒体播发“虚假消息” 俄方：美迫害他国新闻工作者已成常态