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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 化学化工区 » 无机/物化 » 物理化学 » 关于毛细管平衡
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jh02206

新虫 (初入文坛)

[交流] 关于毛细管平衡 已有2人参与

我有个问题，请教大家，如下图，真空密闭容器中气液平衡，比如液体为水，30℃，现在移动毛细管接触水面，在保持系统始终恒温30℃下，毛细管会怎么样？
第一反应是，如同在大气环境中那样，水将上升到一定高度达到力平衡。可问题是在这个密闭容器中，水一旦在毛细管中上升后，水的压力马上降低到30℃所对应的饱和压力4.2kpa以下，水就会发生汽化，那经过无限长时间后，毛细管和水体系最终会呈现出怎样的平衡状态，水难道在这种情况下不会沿毛细管上升吗？但如果不上升那热管也无法工作呀。

关于毛细管平衡
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1楼 2015-10-03 18:22:30
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谷中明

至尊木虫 (著名写手)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
可以上升，因为毛细管中液面为凹液面，不过幅度会很大。
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2楼2015-10-03 22:02:52
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谷中明

至尊木虫 (著名写手)
★ ★
冰点降温: 金币+1, 谢谢回帖，辛苦了~ 2015-10-04 11:58:03
青若: 金币+1, 感谢交流 2015-10-05 23:42:02
引用回帖:
2楼: Originally posted by 谷中明 at 2015-10-03 22:02:52
可以上升，因为毛细管中液面为凹液面，不过幅度会很大。

更正：可以上升，因为毛细管中液面为凹液面，不过幅度不会很大
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3楼2015-10-03 22:03:41
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wangth0921

铁虫 (职业作家)
★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
青若: 金币+2, 感谢交流，欢迎常来无机物化版 2015-10-05 23:41:36
毛细管会上升，上升的高度与大气压下应该不会有很大的差异。

首先，液体在毛细管中上升不会导致压力下降，因为水的体积没有变化，水的蒸汽压保持在3.2KPa。

其次，由于毛细管中是凹液面，对应液面的饱和蒸汽压低于3.2KPa。而毛细管中的水蒸气压力位3.2KPa，因此，在凹液面上水蒸气发生凝聚，放热。但是，一旦有气体液化，水柱高度就超出了表面张力能Hold住的高度，液柱会下降。这样，不但有水蒸气在凹液面凝聚，有液态水从水平液面蒸发，其净效果就是将热下哦那个水平液面传道至凹液面，也就是热管。
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4楼2015-10-05 23:37:05
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wangth0921

铁虫 (职业作家)
错，上面的数值应该是4.2KPa。
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5楼2015-10-05 23:37:51
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jh02206

新虫 (初入文坛)
引用回帖:
5楼: Originally posted by wangth0921 at 2015-10-05 23:37:51
错，上面的数值应该是4.2KPa。

液体在毛细管中上升压力会下降，你可设想毛细管很细，其所吸水柱并没有影响容器内的压力状况，所以和在大气环境中一样，毛细管越往上，液压越小，也就是平液面以上的毛细管内的压力都是小于4.2kpa的。
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6楼2015-10-07 17:25:39
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wangth0921

铁虫 (职业作家)
★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
引用回帖:
6楼: Originally posted by jh02206 at 2015-10-07 17:25:39
液体在毛细管中上升压力会下降，你可设想毛细管很细，其所吸水柱并没有影响容器内的压力状况，所以和在大气环境中一样，毛细管越往上，液压越小，也就是平液面以上的毛细管内的压力都是小于4.2kpa的。...

这里严格来讲，不是平衡，是稳态。
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7楼2015-10-08 09:22:30
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