重力水的形式向下运动。因此,包气带水的存在形式与运移与细小孔隙的毛细现象与毛细力有着密切的关系。Р第五章毛细现象与包气带水的运动Р5. 1 毛细现象的实质Р包气带是复杂的三相体系,除了水和固体介质,还有空气。在此特殊条件下出现的受毛细力及重力共同作用的毛细水,使包气带水的运动远较饱水带为复杂。? 毛细现象的实质? 将细小的玻璃管插入水中,水会在管中上升到一定高度才停止,这便是固、液、气三相界面上产生的毛细现象(图5-1)。? 它的产生与表面张力有关。表面张力:沿着液体表面,垂直作用于单位长度上的紧缩力,称为表面张力。?弯曲的液面将对液面以内的液体产生附加表面压强。Р第五章毛细现象与包气带水的运动Р图5—1 毛细现象与附加表面压强Р (a—凹形的液面产生负的表面压强;b—凸形的液面产生正的表面压强)Р图5—2 半圆球状凹形弯液面产生负的附加表面压强Р图5—3 附加表面压强的形成Р附加表面压强Pc的大小:? (1)半圆球形液面:设想切取一个半径为R的半圆球形液面(图5—3)。在此液面的圆周状边线上都存在着指向液层内部的表面张力;表面张力合力f为α·2πR ,作用于垂直于面积为πR2的投影圆面。表面张力所引起的附加表面压强 Pc为:Р 因此弯液面下的液体实际承受到的表面压强P=P0+Pc ? 此中P0为大气压力。Р第五章毛细现象与包气带水的运动Р(5-1)Р(2)任何形状的弯曲面:所产生的附加表面压强Pc 可用拉普拉斯公式表示:? 5-2? α-表面张力系数;? R1、R2-液体表面的两个主要曲率半径。? R1=R 2时,P c=2α/R。与(5—1)式完全相同,可见(5-1)式乃是拉普拉斯公式的特殊形式。? 拉普拉斯公式的含义是:弯曲的液面特产生一个指向液面凹侧的附加表面压强,附加表面压强与表面张力系数成正比,与表面的曲率半径成反比。Р第五章毛细现象与包气带水的运动
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