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bearboy1016

新虫 (初入文坛)

[求助] 气体可以积压在水管底部,不会形成气泡受浮力上升,为何? 已有1人参与

假如有一根直立水管,水管很细,里面充满水,水管上面与大气相通,从水管下面充气,如果水管够细,气体不会因为浮力而上升,而会积压在水管底部,因为受到毛细管力的作用,如果气体气压达到毛细管力和水柱压力之和,气体会排替水,将水柱往上抬。
假如水管比较粗,毛细管力很小,气体便不会积压在水柱底部,而会呈气泡形态,受浮力上升。
我想问的是,气体在多小的毛细管内才能因为毛细管力的作用而被积压在水管底部。水管变粗,毛细管力会变小,水管多粗,气体才不会被积压在水管底部,而呈气泡形态上升。这其中的力学机制是什么?在这样的实验条件下,气体在水管底部形成气泡上升的条件是什么(形成气泡的条件等等Sample Text)?
对了,补充一下,上述现象是实验现象,现在需要对这个现象的解释。
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bearboy1016

新虫 (初入文坛)

引用回帖:
11楼: Originally posted by fdyong123 at 2012-10-17 21:49:35
是不是可以这样看:上浮的原因是气泡下表面和上表面的压力差,而在气泡高度一定的情况下,表面积大的(即管壁大)压力差更大,这样上浮几率越大;另一方面,表面张力对管壁小的系统作用比较明显,毛细管能用来抽血 ...

我还不是很清楚当毛细管很细的时候重力是一个什么样的作用..我昨天想了一下,你说几乎可以不考虑重力,就是说重力相对毛细管力很小了。可如果水柱很高很高,高达几百上千米呢。那个时候水柱底部的压强会不会是ρgh(因为管壁对水的吸附力可能会抵消与之相接触的那部分水的重力)。如果水柱的重力不能进行有效的传到,这样压强公式就不是ρgh,浮力的大小也就不是气体排出水的体积重量,这样可能浮力发挥不了作用,导致不能形成气泡。因为气泡就是浮力大于气体重量嘛。
但说实话,我现在已经搞混了...
14楼2012-10-18 09:19:04
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bearboy1016

新虫 (初入文坛)

主要想知道,气体在这种条件下,从底部充入,它形成气泡直接上升的条件是什么?
2楼2012-10-16 10:30:28
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leongoall

专家顾问 (知名作家)

P-M-I之初生牛犊

不太懂毛细管力,楼主可否科普一下?!我觉得气泡上升与否应该是浮力与水柱压力平衡的结果。。。
趁年轻,多折腾!曾年轻,折腾过?!
3楼2012-10-16 13:15:09
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mugang09

银虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

感谢参与,应助指数 +1
应该关系到表面张力的问题。表面张力发生在液体跟管壁接触的地方,如果管子很粗,那么表面张力在整个系统中的作用会变小,就不足以抑制住气泡了。定性的来说就是这样的。
4楼2012-10-16 15:32:14
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