话说静液压强计算公式

我们熟知的静液压强计算公式p=ρgh是一个片面的公式,或说是个“相对压强”公式,全面计算静液压强的公式是p=p.+ρgh.对于静止的液体来说更具基础性的是压强差公式p2-p1=pgh,也就是欧拉静液平衡方程,其在静流体中的地位就像伯努利方程在动流体中一样.它是静液平衡的标志性条件.阿基米德原理和帕斯卡定律都可以从这个方程导出.     

从静液压强的形成解读阿基米德原理和帕斯卡定律

液体(包括气体)发生挤压而产生压强,重力是使之发生挤压的一种因素,但不唯一,表面力也是一种因素.压强差公式p2-p1=ρgh全面体现了压强形成的这两种因素,对静液普遍适用.表面外力使液体压强"分布均匀,处处大小相等,且与外力作用在表面上的压强大小相等".这正是帕斯卡定律的实质所在.重力作用使液体压强竖直分布不均,这正是浮力存在和阿基米德原理成立的根源所在.     

弯曲液面上方的饱和蒸汽压公式

为了证明饱和蒸汽压的大小与液面的形状有密切的关系,现行的教科书①都利用如图(1)所示的装置(即在一个盛有一定量的液体并在其中插一根毛细管的密闭容器)来征明.其推导过程如下. 设A、C两点的压强不同,根据流体坛强公式有式中ρ0为饱和蒸汽的密度,h为A、C两点的高差(即液体在毛细管中上升的高度)。根据毛细现象公式有式中为毛细管的半径,θ为接触角(在完全润湿的情况下θ=0),a为液面的表面张力系数,ρ为液体的密度,R为弯曲液面的曲率半径.把式(2)代入式(1)得 在上述推导过程中所引用的公式(2),是在未考虑饱和蒸汽压的影响下,即在凡PA=P…     

水杯倒置实验的解释

水杯倒置实验是大家所熟知的一个验证大气压存在的实验.笔者通过实验发现,在此类实验中,硬纸片和杯口的交界处存在间隙.间隙处水的液面是内凹的近似圆环带,弯曲液面的表面张力引起的附加压强对硬纸片不落下起着关键的作用.     

粘滞液体中落球运动的实验研究

一、引言对于粘滞液体中小球的自由下落运动,一般理论分析认为,小球进入液体之后最初一段做加速运动,经过一段路程l_0后呈现匀速运动。该匀速运动的速度(即收尾速度)v_0可由下式表述 v_0=2/9 (ρ-ρ′)/η gr~2 式中ρ——球体密度;ρ′——粘滞液体密度;r——小球半径;g——重力加速度;η——粘滞液体的粘滞系数。其中从液面至小球开始做匀速运动这段距离l_0是人们极为关注的。然而,粘滞液体中落球运动的整体规律,从液面至进入匀速段的距离l_0的确定,底     

指针式液体压强公式验证器

液体压强公式为p=ρgh。从液体压强公式可以看出,液体的压强只跟深度和密度有关系,跟液体的重量、体积无关。为了验证这个公式,笔者制作了一个简单而又有说服力的液体压强公式验证器。制作与演示方法取一个20毫升左右的注射器固定在钉成L形的木架上。     

表面张力的定性定量分析

通过自制实验装置演示镜子起雾现象证明了液体表面张力的存在,同时也证明了表面活性剂对表面张力的大小存在影响.对于表面张力系数的测量,该实验定量装置提出了基于大气压强原理测量液体表面张力系数的新方法.实验发现,该实验定性定量装置具有精度更高、成本更低、可操作性更强等优点.     

毛细现象公式的导出

液体表面分子间的吸引力、液体表面的分子有一种使其面积缩成最小的力,或称一种抵抗表面积扩张的力,此力称“表面张力”．液体表面是指液体与空气或其他液体相接触的自由面．若不指明,即可认为相对于空气而言．表面张力的大小与接触面的物质有密切关系．此外,表面张力还与温度有关,温度越高,表面张力越小．表面张力的方向总是与液面相切,与分界线相垂直．若在液面作一长为L的直线,将液面分成两部分,这两部分之间的相互牵引力为F,即表面张力F=σL．其中σ为液体表面张力系数．单位为N/m．由于表面张力的作用,液滴表面有收缩到最小的趋势,而使液滴成近似球形的状态．     

验证液体压强公式的实验

初中学生受压强定义、产生原因和直觉导向的定势思维习惯的影响,对p=ρgh往往难以致信。因此在初中物理教学中有必要做好液体压强公式验证实验。笔者根据帕斯卡于1648年表演的著名实验原理,设计制作的液体压强公式验证装置如下图所示:     

气体压强改变对液体内部压强影响的定性实验验证

采用U形管压强计进行定性测量,验证了气体压强的改变对液体内部压强有着不可忽视的影响.在气压减小而液面上升的特殊情况下,实验得出的液体压强变化与利用液体平衡状态分析得出的结果一致.围绕此话开展研究性学习,可以加深学生对液体压强公式的理解.     

酒精杂质对水的表面张力系数的影响

利用毛细管测量液体的表面张力系数α是一个重要的物理实验,它是根据毛细现象,利用公式α=ρghR/2来测量的,式中的ρ为被测液体的密度,g为重力加速度,h为液体在毛细管中上升的高度,R为毛细管的半径.此实验经常用水和酒精两种液体来做.在做这个实验的过程中发现水中混入少量的酒精杂质会对水的表面张力系数的测量结果产生很大的影响.为此,笔者专门对酒精杂质的影响进行了研究,介绍于下.     

容器底压强如何变化

问题 :容器中盛有部分液体 ,当其温度升高发生膨胀时 ,容器所受压强将如何变化 ?下面分几种情况分析 :一、当容器为圆柱形时 ,如图 1所示 .设容器中盛有质量为ｍ的液体 ,深为ｈ ,底面积为Ｓ .则液体密度为 :ρ1=ｍＳ·ｈ容器底所受压强为ｐ1=ρ1·ｇ·ｈ =ｍ·ｇＳ液体受热膨胀     

上期《热学问题两则》解答

1.以旋转着的水平粗管为非惯性参照系,选坐标轴如图。 水平粗管中,x处的分子将受到惯性离心力　(m为空气分子的平均质量),故可认为分子处于势函数　 的势场之中,则按玻尔兹曼分布律,在x～x+dx一段粗管中的分子数为:式中n0是x=0处的分子数密度,S是粗管的截面积。 n0可以由粗管中分子总数求到,1是粗管之长。即: 在不太低的温度下,例如T=300K,ω不太大时、例如ω=100弧度/秒,粗管不太长时、例如1=0.2m,可估算出所以, 将(2)代入(1),可求得: 忽略垂直细管中不同高度处的压强差,于是细管中液面上方的压强P可内n0求出: 若液体在钢管中上升的高度…     

对一个液体压强实验的分析与改进

通过观察饮料瓶侧壁小孔射出的水流,可以说明液体对侧面有压强;观察水流情况的不同,可以说明压强的大小.分析了液体压强实验原理,提出了该实验的注意事项,并给出了改进方案.     

表面张力系数测定中巧用液面成像原理确定横丝与液面相平

在许多普通物理实验教科书介绍“拉脱法测量液体表面张力系数”实验的步骤中，都要先使金属框上的横丝“刚好和液面相平”．但是这些教科书中都没有说明怎样才是“刚好和液面相平”，即没有说明精确判断的方法．实验者就只能在实验中靠肉眼观察横丝与液面的相对位置来进行粗略的调节；这就成了实验误差的主要来源之一．下面介绍巧妙利用液面成像的原理来精确调节横丝与液面相平的方法.     

容器内角处流体界面特性与Surface Evolver程序适用性的研究

微重力条件下内角处液体行为的研究对于认识表面张力主导的液体行为, 预测和控制空间微重力条件下的液体位置、瞬时状态, 以及对空间流体进行有效的管理等方面都非常重要. 通过分析接触角与流体界面在容器内角处的接触线方向之间的关系, 并与Concus-Finn理论进行比较, 提出了内角处接触线、接触角和几何形状之间相互关联的机理, 并探讨了Concus和Finn等 的相关理论结果的物理内涵. 在此基础上, 进一步将内角处的相关理论结果与Surface Evolver程序得出的数值结果进行了比较, 指出当容器中的内角小于180°时, Surface Evolver程序通过自动划分网格即可比较准确地预言内角处的接触线和液面行为, 但是当内角大于180°时, 自动划分网格得到的数值结果有较大的误差, 需要通过手动划分网格减少网格奇异才能减小误差. 因此, 对于具有复杂几何形状的容器, 需注意网格的奇异性, 并对内角处的液面进行定量的验证, 才能有效判断Surface Evolver程序结果的正确性. 本工作对于深入认识内角处的液面特性和机理, 理解Surface Evolver程序的适用条件, 以及分析微重力条件下容器内角处的液体行为等方面都具有明显意义.     

液体水银在碳纳米管中传输的压力控制模型

碳纳米管在纳米技术中有一个很重要的应用,就是它可以作为纳米管道传输液体. 本文用分子动力学模拟方法,结合一个液体压力控制模型,对液体水银由于外部压力作用在碳纳米管中传输的现象进行研究. 研究结果表明,当液体水银的内部压强超过一个临界值时,液体水银能够浸入到碳纳米管内部;不断增大液体内部的压强,碳纳米管可以连续地传输液体;而当对液体水银进行循环加压时,碳纳米管可以间断地传输液体水银. 关键词： 碳纳米管 流体传输 分子动力学     

巧用等压分析法解压强中考题

在同种液体中,液体压强随深度增加而增大;在相等深度处,不同液体的压强随液体密度变大而增大.这两条液体压强变化规律因同液体压强公式一致,教材上选编的相关习题又很多,所以同学大多能熟记于心,运用自如.可是,同一液体中相同深度处的不同位置上,液体向各个方向的压强都相等这一条规律,虽然也同液体压强公式完全吻合,但关联不如上述两条规律那么密切,不少同学有所忽略,以致造成同学们不善于运用后一规律来解析压强综合题的弊病.为了叙述简便起见,现将运用同一液体中相同深度处的不同位置上,液体压强都相等的这一规律来解析压强综合题的方法,…     

O2（^1△g）二聚物激光振荡研究

从理论上估算了O_2 (~1△_g)二聚物激光输出功率,在实验中以微波(2.450GHz)激励高纯氧产生0_2(~1△_g)二聚物,采用平凹稳定谐振腔,首次在波长6561nm处实现了O_2(~1△_g)二聚物的激光振荡,当充入氧气压强为133.3pa,微波激励功率为600W时,激光输出功率可达100μW,此结果在数量级上与理论估算相同.另外还测得激光束散角约37.3mrad.     

大小肥皂泡连通后的讨论与计算

从弯曲液面附加压强、气体状态方程以及"球缺"的有关公式等出发,对大小肥皂泡连通后的变化作了全面的阐释,导出了最后大泡半径的近似公式,还介绍了演示实验,拍得了3个泡的照片,测出了它们的半径,验证了这个近似公式.并对产生误差的原因作了分析.