热学问题二则

1.一很长的细管与一长度为l的粗管成直角地焊接在一起,如图所示 (见21页)。将细管垂直插入密度为pf的液体中,再把水平粗管的末端密封起来。随后,使该装置以匀角速度ω绕垂直细管旋转。已知外界大气的压强与密度分别为Pa和pa,温度保持不变,并认为空气是理想气体,求液体在垂直管中上升的高度。 (忽略空气密度随高度的变化,不计毛细现象和表而摩擦。) 2.热机在一循环中对外作功为A,从热源吸热为Q1,则其效率;致冷机在一循环中接受外功为A(>0),从冷源吸热为Q2, 则其致冷系数　。设在致冷循环中工质高温热源放热为Q1(>0),看来ε又可写作: (上接…     

双联扁平式毛细现象演示器

一般毛细现象的示教,多使用细玻璃管插在容器内演示,可见度不大,尤其在演示水银的毛细现象时,管内水银面低于管周围的水银面,则更无可见度可言。另外,若同用一件教具演示水的浸润上升和水银的不浸润下降,课堂上得先后两次显示,既麻烦,对比作用也远不如同时显示鲜明突出。为此,我用有机玻璃制作了一个双联扁平式毛细现象演示器,有效地克服了以上不足。     

液体表面现象的演示设计

介绍了有关液体表面层、单液膜和双面膜球形气泡内外压强差的比较以及毛细现象中液面高度随半径变化规律的演示设计和实验方法.     

气泡对管中流动液体产生阻力的分析

1 引言 液体在细管内流动时,若管中出现了满径向的气泡,气泡对液体的流动要产生阻力,当气泡达到一定数目后,有可能将管子堵住,这种现象称为气体栓塞.     

谈谈浸润相变

浸润相变通常指液体在固体表面上所发生的从部分浸润状态到完全浸润状态的转化。简要介绍了与这一现象有关的概念，性质和具体应用，描述了实验上对浸润状态的测量，并说明了与浸润相变有关的一些现象。另外，还介绍了所谓和学方法对Ｓｕｌｌｉｖａｎ流体浸润相变的理研究，即通过数学类比，将变这一热力学问题化成保守势场中经典粒子运动的力学问题来研究。     

浸润相变及其应用前景

 浸润现象,对我们来说并不陌生.在一干净的玻璃上滴上一滴水,水珠会逐渐散开.我们就说:水浸润了玻璃.相反,如果在玻璃上滴上的是水银,水银则始终聚在一起,不会散开.我们就说:水银不能浸润玻璃.早在1805年,英国科学家T.Young就研究了这种现象.他根据水平方向的力学平衡,得到浸润现象与气体、固体、液体之间表面张力的关系式.物理学家对于浸润问题重新感兴趣,是因为1977年Cahn从理论上预言了从部分浸润到完全浸润状态是一种相变.1980年,Moldorer和Cahn用实验证实了浸润相变的存在.     

外压对饱和蒸气压的影响

讨论了外压对液体饱和蒸气压的影响,并利用毛细现象中力学平衡条件和等温气压公式对此作了推导.     

神奇的表面浸润

<正>1.自然界中的浸润现象当把一种液体沉积于固体表面上时,由于液体、气体以及固体分子间的作用力,液体最后会处于平衡状态,这时气、液、固三相交点处气、液界面的切线会与固液界面线成一定角度的夹角,这种现象称为浸润,形成的角度称为接触角。对于水这种常见液体,一般人们把水滴接触角小于90°的表面称为亲水表面,接触角大于90°的表     

利用静态空气柱测量重力加速度

在一端封闭的细管中装入一定的液体,形成一段封闭的空气柱.测量细管在正立和倒置状态下稳定共存的液体柱和空气柱的高度,计算得出重力加速度.对实验进行理论推导和实验验证,重力加速度的测量值与标准值进行了比较,测量结果符合学生实验要求.     

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.     

纳米通道内液体流动的滑移现象

采用分子动力学模拟方法研究了液态氩在铂纳米通道内的流动，通过改变流体和壁面之间的势能作用获得了流体和通道表面之间浸润性质不同时的滑移现象. 研究发现：液体分子在亲水性通道表面附近呈类固体性质，数密度和有序性较大，而在疏水性表面附近的平均数密度降低，形成一个低密度层；液体流动在固体表面的速度滑移随着液体与表面势能作用的增强而减小，当液体和表面的浸润性不同时可以发生滑移、表观无滑移和负滑移现象；液体在固体表面的表观滑移是液体在固体表面的速度滑移、粘附和流体内部滑移的综合作用的结果. 关键词： 纳米尺度流动 速度滑移 浸润性 分子动力学模拟     

毛细现象的谐振子模型

引入了谐振子模型对毛细现象进行了分析,用该模型不仅能比较方便地分析有关毛细现象的能量,其结果也与其他文献分析一致。     

超声波作用下的毛细现象

利用超声空化理论解释了超声毛细现象,理论分析了声压、温度、毛细管内径3个参量对毛细管内液面上升高度的影响.超声波的声压作为影响单泡空化强度的决定性因素,对超声毛细现象具有重要影响.当声压低于空化阈值时,超声毛细现象难以发生;当声压超过空化阈值时,超声毛细现象的剧烈程度与声压大小成正相关.实验探究了声压、温度、毛细管内径对毛细管内最终液面上升高度的影响,验证了超声空化理论对超声毛细现象的理论解释,实验结果与超声空化理论相吻合.     

三角形毛细管内毛细现象的数值模拟

从弯曲液体的表面张力出发,研究了三角形毛细管内的毛细现象.利用Matlab数值模拟,讨论了不同形状液面下竖直方向的表面张力,液面上升高度与边长之间的关系,毛细管内液柱上升的速度等相关问题.结果表明,首先相同的口径下,三角形毛细管内液面上升高度要比圆形毛细管大;其次讨论液面上升速度时,必须要考虑摩擦力的影响,才能与实际情况一致.     

液体压强实验的改进

教学实践中,为了全面、形象、直观地演示液体压强的特点,突破教学难点,效果明显.我们自制了一些液体压强实验教具.现在简单介绍液体压强实验教具制作方法和使用如下. 实验1 制作方法: 取一个空矿泉水瓶,在其侧壁上不同的高度位置刺3个小孔. 使用方法: 给瓶里充满水,会出现如图1所示的现象,小孔的位置越靠近瓶底(即小孔的位置越低),水柱喷得越远.这一现象说明液体的压强随着深度的增加而增大.     

影响蒸发快慢的第四因素

关于影响蒸发快慢的因素,在九年义务教育三年制初级中学版本中,曾有过精辟的论述,因素有三:(1)与液体的温度有关;(2)与液体表面积的大小有关;(3)与液体表面上方的空气流动快慢有关,而在义务教育课程标准实验教科书中,此内容已被删除掉,我在实际教学中,为了提高学生的探究能力和创新精神,对此内容进行了探究性学习.     

基于MPS法对亲/疏水孔隙流通特性的研究

本文模拟了液体连续流过平板上一孔隙的过程,通过为平板和孔隙表面设置亲水条件和疏水条件,研究了液体流过亲/疏水孔隙的流通特性。研究表明,在较低的初始速度下,液体通过疏水条件的孔隙所形成的液柱直径小于亲水条件下的液柱直径,疏水条件下,流过孔隙的液柱直径大约与孔隙的最小孔径相等,而亲水条件下,流过孔隙的液柱直径与液体在孔隙下端的浸润范围有关。随着初始速度增加,亲水条件下的浸润范围会逐渐减小,液柱的直径也随之逐渐减小。     

“一个看似简单的问题”不简单——对《趣味物理学》中一个问题的分析

笔者执教高中的时候,正在研究一个有关液体压强的问题.忽然,来一位学生把别莱利曼的《趣味物理学(续编)》递给我,让我看文中第6.8节"一个看似简单的问题".该学生怀疑它的正确性.追忆往事,撰成此文.1问题的提出文献[1]中原题:您的面前是盛满30杯水的茶     

双壁碳纳米管电浸润现象的分子动力学模拟

在单壁碳纳米管电浸润现象原子模拟的基础上,对双壁碳纳米管的电浸润现象进行了计算机模拟.运用经典分子动力学方法结合一个宏观的电毛细管模型模拟了双壁碳纳米管在水银中的电浸润过程,对不同内管尺寸情况下的浸润现象作了研究和比较.计算结果表明双壁碳管和单壁碳管的电浸润过程存在很大的不同,双壁碳管的内管在电浸润过程中起到重要的作用：当改变双壁碳管中内管的尺寸时,浸润现象会产生很大的改变. 关键词： 双壁碳纳米管 电浸润 分子动力学     

我是怎样讲述大气压这一节的

我们教研组举行了一次观摩教学,这一堂课所讲的内容,是初中物理学第三章液体和气体中§35大气压,§36抽水机,§37大气压的值(参看初中物理上册§35、§36、§37)。这三节是在同学们对液体压强的一些性质有了一般的了解和知道了气体也有重量的基础上进行的,主要是要让同学们了解:有大气压存在,大气压应用的实例——抽水机的构造原理及大气压的值。为了使新课与旧课很好地联系起来,我在复习、提问时,向同学们提出了这样的问题,物体在液体内部是否受到了液体的压力?找一个同学回答,当他作了肯定的回答之后,接着问他,这压力是怎样产生的呢?其压强是按什么公式计算的呢?当他回答好这些问题之后,就在总结复习提问的基础上很自然的引人了新课。既然由