界面上的世界之毛巾永动机 |
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来源:不详 更新时间:2012-12-22 11:16:50 |
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结一下上面所说的:当水和空气的界面是凹的时候,水一侧的压强比空气的小;当界面是凸的时候,水一侧的压强比空气中的大;曲面产生的压强可以由拉普拉斯公式算出来。
有了上面的知识,我们可以来分析毛巾吸水的问题了。从微观结构来说,毛巾是许许多多的毛细管组成的。这些毛细管粗细不一,互相连接。尽管如此,在吸水的时候遵循的还是毛细管的自然规律。为了简化分析,我们用一根毛细管来代表毛巾,下面是吸水的几种情况:
一、毛细管很长,水上升不到毛细管口,上升高估由拉普拉斯公式决定,如图I。这种情况下自然能吸水,但是流不出来。
二、毛细管比拉普拉斯公式算出来的水柱要短,这种情况下水爬到管口时叶面会变得“平坦”,实际的曲面半径要大于毛细管半径,拉普拉斯公式中的半径要用实际半径,所以水爬到管口实现压强平衡,也不会流出来。如图II。
三、毛细管弯过来,管口高于水平面。这种情况下管口仍然是凹向水面,实际曲面半径比毛细管半径大,压强平衡的情况跟图II相同,水也不会流出来。如图III。
四、毛细管弯过来,管口低于水平面一些。这时液面是凸的,只要液面差产生的压强不超过拉普拉西公式算出来的压强,液面就会呈现比毛细管半径大的曲面而实现压强平衡。这种情况下,水也不会流出,如图IV。
五、毛细管弯过来,管口大大低于水平面,拉普拉斯公式算出来的压强小于液面差产生的压强,管口的液面无论如何无法实现压强平衡,水只能往下掉,如图V。
在以前谈到太空里的一团水呈现什么形状的时候,是从分子运动的角度来解释的。应用拉普拉斯公式,和水会从压强高的位置流到压强低的位置的原理(注意太空里没有重力),可以从宏观上来分析水的流动,也能得出不管水起始于什么状态,最后都会成为球形的结论。
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