hiện tượng mao dẫn

Hình 1: Hiện tượng
Hình 1: Hiện tượng
sơn trên tường bị
sơn trên tường bị
phồng rộp.
phồng rộp.
Hình 2: Mảng
tường bị ẩm
mốc và rong
rêu.









1.Thí nghiệm:
1.Thí nghiệm:
•
Ta lấy những ống thủy tinh, hở hai đầu,
có tiết diện trong rất nhỏ. Các ống đó
được nhúng thẳng đứng vào một chậu
nước.
•
Lấy các ống thuỷ tinh tiết diện khác nhau
làm tương tự

N íc
Hiện tượng:
Hiện tượng:


•
Ta thấy trong TH mực nước trong ống
cao hơn mực nước ngoài ống.
• Tiết diện trong của ống càng nhỏ thì mực
nước dâng lên càng cao hay hạ xuống
càng thấp.
Quan sát hiện tượng:
Quan sát hiện tượng:

2. Định nghĩa:
Là hiện tượng dâng lên hay hạ
xuống của mức chất lỏng ở bên
trong các ống có bán kính bé,các
vách hẹp,vật xốp…so với mực
chất lỏng bên ngoài.


3.Giải thích hiện tượng:
Sự tiếp xúc thành rắn - lỏng - khí

N íc

Nước-không khí-thuỷ tinh
Nước-không khí-thuỷ tinh


•
TH thành rắn là thủy tinh, chất lỏng là
nước, chất khí là không khí. TH này mặt
phân giới nước-không khí bị lõm xuống ở
chỗ tiếp xúc với thành và góc <90
o
và ta
nói rằng nước "làm ướt" thủy ngân.
•
Khi chất lỏng "làm ướt" thành ống (q <
90
o
) thì mức chất lỏng trong ống mao
quản được nâng lên cao thêm một đoạn
sao cho sức căng mặt ngoài cân bằng với
trọng lượng của cột chất lỏng chứa trong
ống .


Thuỷ ngân –không khí-thuỷ tinh
Thuỷ ngân –không khí-thuỷ tinh


•
Mặt phân giới thủy ngân-không khí bị lồi
lên và góc q > 90o. Ta nói rằng trong TH

này thủy ngân "không làm ướt" thủy tinh và
nó không dính chặt vào thủy tinh.
•
Khi "chất lỏng không làm ướt" thành ống
mao quản (q >90o) thì mức chất lỏng trong
ống bị tụt xuống sao cho trọng lượng của
cột chất lỏng cân bằng với sức căng mặt
ngoài


Ta thấy:

Mặt ngoài của khối chất lỏng trong ống mao
dẫn lõm xuống (dính ướt) hay lồi lên (không
dính ướt)

Do sức căng mặt ngoài, các mặt cong
trong ống có xu hướng trở nên phẳng để thu
nhỏ diện tích.Vì vậy các mặt ngoài cong gây
ra một áp suất phụ hướng về phía lõm mặt
cong.

Áp suất phụ tác dụng lên phần chất lỏng
ngay sát mặt ngoài, làm di chuyển cột chất
lỏng để lập lại sự cân bằng áp suất thuỷ tĩnh .

Nguyên nhân
Nguyên nhân
:
:

Do áp suất phụ dưới mặt cong
Do áp suất phụ dưới mặt cong
trong ống mao quản gây ra.
trong ống mao quản gây ra.


4.Chứng minh công thức:


•
Xét hai điểm M và N trên cùng một mức độ
cao, điểm M nằm ngay dưới ống mao quản còn
điểm N nằm ngoài ống mao quản và ở ngay
mặt thoáng.
•
Do đó : p
M
= pa + rgh + p
rgh :áp suất tĩnh cột chất lỏng chiều cao h.
•
Mặt khác p
M
= p
N
.
•
Suy ra: pa = pa + r gh + p
 r gh + p = 0
•
Do đó h =

p:là áp suất phụ do lực căng mặt ngoài
g
P
ρ
−


Nếu ống mao quản là một hình trụ bán kính r
thì mặt thoáng trong ống là một chỏm cầu
bán kính :
R =
θ
cos
r−
R có giá trị âm vì mặt thoáng là mặt lõm
Thay p =
R
δ
2
vào biểu thức của h ta tìm được
h =
gr
g
r
gRg
P

cos.2
.
cos

2

2
ρ
θδ
ρ
θ
δ
ρ
δ
ρ
=






−
−
=
−
=
−


h =
gr
cos 2
ρ

θδ

vì < 90
o
nên cos > 0 do đó h>0 chất lỏng
dâng lên cao
θ
θ
* Trường hợp chất lỏng không làm ướt ống thủy
tinh (thủy ngân) thì vì > 90 nên cos < 0 và do
đó h < 0 : chất lỏng tụt xuống phía dưới.
θ
θ
Từ (*) ta thấy nếu ống có đường kính càng nhỏ
thì h càng lớn tức là mức nước dâng càng cao.
(*)


Ta cần nhớ:
Ta cần nhớ:
h =
gr
cos 2
ρ
θδ
h : chiều cao cột chất lỏng
δ
:hệ số căng mặt ngoài
r : bán kính ống mao dẫn

Tại sao ngòi
Tại sao ngòi
bút bằng sắt có
bút bằng sắt có
xẻ dọc một
xẻ dọc một
rãnh nhỏ để
rãnh nhỏ để
làm gì?
làm gì?


Khi ta ấn lên ngòi bút ,lúc viết
vết xẻ sẽ mở rộng thêm, tăng
bán kính của “mao quản” ,
mực chảy dần từ ngòi bút
xuống giấy.