判断题
2.38毛细管内的不润湿液体的附加压强指向液体内部。( )
A
正确
B
错误
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
这道题考察的是弯曲液面下的附加压强(拉普拉斯压强)的方向判断。
1. **润湿与不润湿的液面形状**:
* 当液体**润湿**管壁时(如水和玻璃),接触角 $\theta < 90^\circ$,液面呈**凹形**(中间低,边缘高)。
* 当液体**不润湿**管壁时(如水银和玻璃),接触角 $\theta > 90^\circ$,液面呈**凸形**(中间高,边缘低)。
2. **附加压强的方向规律**:
* 根据拉普拉斯公式,弯曲液面产生的附加压强 $\Delta p$ 总是指向**曲率中心**。
* 或者更直观地记忆:**附加压强总是指向凹侧**(即指向液体表面弯曲的内侧,或者说指向气体的一侧如果是凸液面,指向液体内部如果是凹液面?这里需要仔细辨析定义)。
让我们重新严谨推导:
* **凹液面(润湿)**:曲率中心在液体外部(气相侧)。表面张力有使液面收缩的趋势,导致液体内部的压强 $p_{in}$ 小于外部大气压 $p_{out}$。此时附加压强 $\Delta p = p_{out} - p_{in} > 0$,方向指向**液体外部**(即指向曲率中心,也就是气相)。*等等,通常定义附加压强为 $p_{内} - p_{外}$ 还是指表面张力造成的压强差?*
**标准物理定义修正**:
附加压强 $\Delta p$ 定义为弯曲液面内侧压强与外侧压强之差,即 $\Delta p = p_{内} - p_{外}$(对于凸液面)或根据曲率半径方向判定。
更通用的判据是:**表面张力产生的附加压强总是指向曲率中心。**
* **情况一:不润湿液体(凸液面)**
* 液面向上凸起,像一个小山包。
* 曲率中心位于**液体内部**(下方)。
* 因此,附加压强指向**液体内部**。
* 结果:液体内部的压强大于外部大气压 ($p_{内} > p_{外}$)。
* **情况二:润湿液体(凹液面)**
* 液面向下凹陷,像一个碗。
* 曲率中心位于**液体外部**(上方,气相中)。
* 因此,附加压强指向**液体外部**(气相)。
* 结果:液体内部的压强小于外部大气压 ($p_{内} < p_{外}$)。
3. **结论分析**:
题目中提到的是“毛细管内的**不润湿**液体”。
* 不润湿 $\rightarrow$ 凸液面。
* 凸液面的曲率中心在液体一侧。
* 附加压强指向曲率中心 $\rightarrow$ 指向**液体内部**。
因此,题干描述“附加压强指向液体内部”是**正确**的。
**答案:正确**
相关知识点:
不润湿液体附加压强指内部
题目纠错
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