Vật lý - Chương 3: Chất lỏng

I. Sự chảy dừng. Phương trình liên tục 1. Sự chảy dừng (Sự chảy ổn định) Sự chảy mà vận tốc của các phần tử chất lỏng khác nhau lần lượt đến một điểm nào đó trong không gian lại như nhau. Hay: Véctơ vận tốc của chất lỏng tại mỗi điểm cố định không thay đổi theo thời gian cả về hướng và độ lớn.

pdf70 trang | Chia sẻ: anhquan78 | Ngày: 01/11/2018 | Lượt xem: 130 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Vật lý - Chương 3: Chất lỏng, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Chương 3: Chất lỏng §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli. §2. Tính nhớt của chất lỏng. PT Newton. §3. Sự chảy tầng, chảy rối. Ứng dụng n/c hệ sinh vật. §4. Chuyển động phân tử và đặc điểm của chất lỏng. §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng. §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn. HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM Vietnam National University of Agriculture 1 I. Sự chảy dừng. Phương trình liên tục 1. Sự chảy dừng (Sự chảy ổn định) Sự chảy mà vận tốc của các phần tử chất lỏng khác nhau lần lượt đến một điểm nào đó trong không gian lại như nhau. Hay: Véctơ vận tốc của chất lỏng tại mỗi điểm cố định không thay đổi theo thời gian cả về hướng và độ lớn. AvA §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 2 Đường dòng: Là những đường mà tiếp tuyến ở mỗi điểm của nó trùng với phương của véctơ vận tốc chất lỏng, chiều là chiều chuyển động của chất lỏng. A B Av Bv §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 3 Đặc điểm: Các đường dòng không bao giờ cắt nhau Ống dòng: Tập hợp các đường dòng tựa trên một chu vi tưởng tượng trong chất lỏng tạo thành một ống dòng. §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 4 Đặc điểm: Các phần tử chất lỏng ở trong ống dòng không thể đi ra khỏi ống dòng và ngược lại. 2. Phương trình liên tục S v .v t §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 5 Lưu lượng chất lỏng (Q) Lưu lượng chất lỏng qua 1 tiết diện là phần thể tích chất lỏng chảy qua tiết diện đó trong một đơn vị thời gian. (1). V Q S v t     Biểu thức: Phương trình liên tục §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 6 1 2 1v t 2v t 2v1v 1S 2S 1 2,SSXét lưu lượng chất lỏng chảy qua các tiết diện khác nhau của cùng một ống dòng. 1 1v , S+ Tại vị trí 1 : Chất lỏng có vận tốc 2 2v , S+ Tại vị trí 2 : Chất lỏng có vận tốc Giả sử chất lỏng chảy ở trạng thái dừng (Đường dòng và ống dòng không thay đổi theo thời gian, các đường dòng không cắt nhau, phần chất lỏng trong ống không chảy qua thành ống) và khối chất lỏng không chịu nén(thể tích không đổi), ống dòng liên tục (không có chỗ rỗng hoặc tích tụ chất lỏng). 1 2Q Q §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 7 Với giả sử trên → nên lưu lượng chất lỏng chảy qua tiết diện S1 và S2 là như nhau: Nhận xét Hay: Vì chọn bất kỳ nên tổng quát: Phát biểu: Lưu lượng chất lỏng chảy qua một tiết diện bất kỳ trong cùng một ống dòng là đại lượng không đổi. 1 1 2 2S v S v 1 2,SS (2).S v const §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 8 1 2 1v t 2v t 2v1v 1S 2S §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 9 II. Phương trình Bernoulli. Hệ quả và ứng dụng 1. Phương trình Bernoulli Daniel Bernoulli (1700 – 1782) Chất lỏng lý tưởng Là chất lỏng có thể tích không đổi và có thể chảy mà không chịu lực cản nào. (Không chịu nén và không có ma sát nội). §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 10 Bài toán §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 11 Xuất phát từ phương trình: 2 1W W W ngA    Tính: W W Wd t  Tính: ngoai lucA →Phương trình Bernoulli 1P 2P 1h 2h 1S 2S 2S 1S 1l 2l 1v 2v ( ) Xét khối chất lỏng lý tưởng được giới hạn bởi ống dòng hẹp và 2 tiết diện bất kỳ S1S2 chảy ở trạng thái dừng trong trọng trường. Tại vị trí 1: S1, v1, P1, h1 Tại vị trí 2: S2, v2 , P2, h2. §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 12 1P 2P 1h 2h 1S 2S  2S 1S  1l 2l 1v 2v ( ) Giả sử sau khoảng thời gian ∆t khối chất lỏng S1S2 chảy xuống thành khối chất lỏng S1’S2’. Phần chất lỏng S1’S2 coi như không đổi. → Có thể xem quá trình di chuyển này tương đương như khối chất lỏng qua S1 một đoạn S1S1’, qua S2 một đoạn S2S2’. §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 13 1P 2P 1h 2h 1S 2S  2S 1S  1l 2l 1v 2v ( ) Thể tích chất lỏng chảy qua S1 ∆V1 = S1.v1.∆t = S1.∆l1 (3) Thể tích chất lỏng chảy qua S2 ∆V2 = S2.v2.∆t = S2.∆l2 (4) Do ∆V1 = ∆V2 = ∆V → S1.∆l1 = S2.∆l2 (*) Tính cơ năng của khối chất lỏng Khối lượng của khối chất lỏng là: m = ∆V.ρ (Với ρ là khối lượng riêng của chất lỏng). Cơ năng của phần chất lỏng ∆V là: 2 dW W W 2 t v V V gh       §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 14 Nhận xét Sự thay đổi cơ năng của khối chất lỏng S1S2 trong khoảng thời gian ∆t bằng sự thay đổi cơ năng của khối ∆V ở vị trí 1 và vị trí 2. 2 2 2 1 2 1 (5)( ) ( ) 2 2 Vv Vv W Vgh Vgh              Vì chất lỏng lý tưởng nên độ biến thiên năng lượng bằng công của ngoại lực thực hiện được trong quá trình chuyển dời: ∆W = Ang (6) §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 15 Áp suất P1 và P2 gây ra trên S1 và S2 những áp lực là: F1 và F2 làm cho chất lỏng chuyển động. 1P 2P 1h 2h 1S 2S  2S 1S  1l 2l 1v 2v ( ) +Áp lực F1=P1S1 đẩy khối chất lỏng ∆V chảy vào S1 +Áp lực F2=P2S2 ngăn khối chất lỏng ∆V chảy ra S2 → Công mà áp lực F1 thực hiện là: A1= P1S1∆l1 > 0 Công mà áp lực F2 thực hiện là: A2= P2S2∆l2 < 0 1 2 1 1 1 2 2 2 (7) ngA A A PS l P S l       §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 16 Tính công của ngoại lực Thay (5) và (7) vào (6) ta được: Tổng quát: 2 2 1 2 1 1 2 2 (8) 2 2 v v gh P gh P        2 (9) 2 v gh P const    Biểu thức (8) và (9) gọi là phương trình Bernoulli 2 2 2 1 2 1 1 2 1 1 1 2 2 2 W (5) 2 2 W (6) (7) ng ng Vv Vv Vgh Vgh A A A A PS l P S l                                      §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 17 Gọi P là áp suất tĩnh (Do ngoại lực gây lên và là nguyên nhân gây ra chuyển động của khối chất lỏng. : Áp suất động : Áp suất thủy lực (do chiều cao cột chất lỏng gây lên). Phát biểu: Trong một dòng chảy dừng của khối chất lỏng lý tưởng, tổng áp suất động, áp suất tĩnh và áp suất thủy lực là một đại lượng không đổi 2 2 v  gh §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 18 Nhận xét : Động năng riêng của chất lỏng (động năng của một đơn vị thể tích) : Thế năng riêng của chất lỏng P là năng lượng riêng của áp suất (?) → Phương trình Bernoulli thực chất là định luật bảo toàn năng lượng đối với dòng chất lỏng chuyển động và chất khí. 2 2 v  gh §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 19 2. Hệ quả Hệ quả 1 Xét một ống dòng có tiết diện không đổi, nằm nghiêng. Khi đó: v = const Từ Định luật Bernoulli ta có: Nhận xét Sự chênh lệch áp suất tĩnh được gây ra từ sự chênh lệch độ cao của cột chất lỏng. 1P 1h S ( ) 2P 2h v const 2 1 1 2( )P P g h h    §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 20 Hệ quả 2 Xét một ống dòng nằm ngang có tiết diện thay đổi. Khi đó: h = const Từ Định luật Bernoulli ta có: Nhận xét Nơi mà ống dòng hẹp thì vận tốc dòng chảy lớn → áp suất tĩnh nhỏ và ngược lại. 1P 1S ( ) 2P h const v const 2S2 2 1 2 1 2 2 2 v v P P    2 2 v P const   §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 21 3. Ứng dụng §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 22 §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 23 Bộ chế hòa khí Khi không khí hút vào đến B thì vận tốc tăng → áp suất tĩnh tại B giảm xuống nên xăng bị hút lên và phân tán thành những hạt nhỏ trộn lẫn với không khí tạo thành hỗn hợp đi vào xilanh §1. Sự chảy dừng. PT liên tục. PT Bernoulli 24 I. Tính nhớt của chất lỏng. Phương trình Newton 1. Tính nhớt của chất lỏng Hiện tượng nhớt là hiện tượng mà giữa các lớp của chất lỏng thực có vận tốc khác nhau. Điều kiện để có ma sát nhớt: Các lớp chất lỏng phải chuyển động với vận tốc khác nhau. 2. Lực ma sát nhớt Lực ma sát nhớt tác dụng trên diện tích tiếp xúc giữa hai lớp chất lỏng tỷ lệ với diện tích ∆S và với gradient của vận tốc (tính dọc theo trục Ox vuông góc với ). §2. Tính nhớt của chất lỏng. PT Newton 25 Phương trình Newton Hệ số nhớt. Đơn vị: pascal.giây (Pa.s) Hệ số nhớt phụ thuộc vào môi trường và cho biết lực ma sát lớn hay nhỏ. Lực cản nhớt Là lực cản t/d lên các vật chuyển động trong chất lỏng → Công thức Stokes (1). .ms dv F S dx   : (2)6. . . .msF r v  §2. Tính nhớt của chất lỏng. PT Newton 26 II. Ứng dụng nghiên cứu tính nhớt của môi trường Trong công nghiệp và trong xây dựng cần xác định độ nhớt thích hợp cho các loại dầu bôi trơn, sơn, keo, vữa xây dựng và nhiều vật liệu khác Trong sinh học việc nghiên cứu độ nhớt của các dịch sinh học cho phép tìm hiểu nhiều quá trình xảy ra trong tế bào và các cơ quan trong cơ thể. §2. Tính nhớt của chất lỏng. PT Newton 27 I. Sự chảy tầng và chảy rối Chảy thành lớp (chảy tầng) Các phân tử của lớp này không thâm nhập được sang lớp khác vì vậy có thể coi đây là trạng thái chảy dừng của chất lỏng và định luật Bernoulli được nghiệm đúng. Dòng chảy dừng ít gặp trong thực tế. §3. Sự chảy tầng, chảy rối. Ứng dụng N/C hệ SV 28 Chảy rối Khi tăng vận tốc chảy của chất lỏng nhớt → tạo ra xoáy và chuyển động của chất lỏng trở thành chảy xoáy hay chảy rối → phương của véctơ vận tốc luôn luôn thay đổi. §3. Sự chảy tầng, chảy rối. Ứng dụng N/C hệ SV 29 Số Reynolds Đặc trưng cho đặc tính chảy của chất lỏng : Khối lượng riêng của chất lỏng : Vận tốc trung bình của dòng chất lỏng tính theo tiết diện ngang của ống. : Đường kính ống dòng : Hệ số nhớt của chất lỏng. Phụ thuộc vào bản chất và trạng thái của từng chất lỏng. (1). .e d R v    v d  §3. Sự chảy tầng, chảy rối. Ứng dụng N/C hệ SV 30 Nhận xét Khi nhỏ thì chất lỏng chảy dừng và khi lớn hơn giá trị giới hạn thì chất lỏng chảy rối và vận tốc khi đó gọi là vận tốc đột biến. Chảy thành lớp: Chuyển sang chảy rối (cuộn xoáy): Sự chảy là cuộn xoáy: 2000eR 20001000 eR .1000eR eR eR §3. Sự chảy tầng, chảy rối. Ứng dụng N/C hệ SV 31 II. Ứng dụng Dựa vào tính nhớt của chất lỏng → dấu hiệu để chẩn đoán bệnh. Cụ thể Bình thường sự chảy của máu trong động mạch là chảy tầng, tính rối không lớn. Khi có bệnh thì độ nhớt của máu giảm, dẫn đến sự chảy rối → tốn năng lượng bổ sung cho máu chuyển động và tốn công phụ của tim. Điều đó làm cho tim phải hoạt động mạnh và gây ra tiếng ồn. → Đó là dấu hiệu để chẩn đoán bệnh. §3. Sự chảy tầng, chảy rối. Ứng dụng N/C hệ SV 32 I. Lực phân tử và thế năng tương tác phân tử 1. Lực phân tử Định nghĩa Lực phân tử là lực tương tác giữa các phân tử, lực gắn bó các phân tử lại với nhau để tạo thành các trạng thái rắn, lỏng, khí. Đặc điểm Lực phân tử phụ thuộc vào cấu trúc bên trong phân tử và vị trí tương đối giữa các phân tử. Tính chất Lực phân tử bao gồm lực hút và lực đẩy. Hai lực này phụ thuộc vào khoảng cách r giữa các phân tử. Hai lực này đều nghịch biến theo r nhưng lực đẩy thay theo r nhanh hơn. §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 33 o r0 r f fđ fh Biểu diễn lực phân tử f = fd + fh Quy ước: fđ > 0; fh < 0 VTCB: Là vị trí mà lực hút bằng lực đẩy khi không có chuyển động nhiệt do vậy mà lực tổng hợp bằng 0 ứng với vị trí r = r0 §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 34 o r0 r f fđ fh Khi r < ro : Lực đẩy và lực hút đều tăng so với VTCB nhưng do lực đẩy tăng nhanh hơn nên lực phân tử là lực đẩy. Khi r > ro : Lực đẩy và lực hút đều giảm so với VTCB nhưng do lực đẩy giảm nhanh hơn nên lực phân tử là lực hút. Xung quanh r = ro : Đồ thị có dạng đoạn thẳng nên độ lớn lực phân tử tỷ lệ với độ biến dạng ở mức độ phân tử. §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 35 2. Thế năng tương tác phân tử o r0 r Wt Wtmin Thế năng của phân tử chính là thế năng do tương tác giữa các phân tử. Thế năng tương tác phân tử và lực phân tử liên hệ qua biểu thức: dr dW f t §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 36 Khi r = ro : Wt đạt cực tiểu và đường cong thế năng có dạng hố thế. Khi r0 < r < ∞ : f < 0 thì thế năng càng giảm khi r giảm. Khi 0 0 thì thế năng càng tăng khi r giảm. o r0 r Wt Wtmin o r0 r f fđ fh §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 37 Các trạng thái của vật chất min(W )đ tWTrạng thái rắn: Phân tử không thể vượt khỏi hố thế nên chỉ dao động xung quanh VTCB và gọi là trạng thái rắn của vật chất. Trạng thái khí: Phân tử dễ dàng vượt khỏi hố thế và có thể dời chỗ dễ dàng nên hình thành trạng thái khí. min(W )đ tW min(W )tđ WTrạng thái lỏng: Phân tử nào có động năng lớn hơn thế năng cực tiểu thì vượt qua hố thế còn nhỏ hơn thế năng cực tiểu thì dao động xq VTCB → Hình thành trạng thái lỏng. §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 38 Trạng thái rắn Trạng thái lỏng Trạng thái khí §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 39 Trạng thái Plasma Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất trong đó các chất bị ion hóa mạnh. Plasma không phổ biến trên Trái Đất tuy nhiên trên 99% vật chất thấy được trong vũ trụ tồn tại dưới dạng plasma, §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 40 Đèn Plasma Điện áp rất cao ở tâm của quả cầu gây nên một điện trường đủ mạnh để ion hóa các nguyên tử khí trơ. Các ion khí trơ này di chuyển thành dòng ra vỏ quả cầu do chênh lệch điện thế, tạo thành dòng plasma nguội và phát sáng. §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng 41 III. Đặc điểm của chất lỏng §4. Chuyển động phân tử và đ2 của chất lỏng Chất lỏng đẳng hướng, cấu trúc vô định hình. Tùy theo nhiệt độ và áp suất mà chất lỏng có t/c giống chất khí hay chất rắn. Ở điều kiện bình thường, chất lỏng giống chất rắn là không chịu nén nên có thể tích hầu như không đổi và có mật độ lớn nhưng giống chất khí là có thể thay đổi hình dạng theo bình chứa, có thể chảy. 42 I. Áp suất phân tử A B Với chất lỏng, lực hút phân tử chiếm ưu thế. Nhưng các phân tử chỉ tương tác trong phạm vi bán kính r (r =10-9 m gọi là bán kính tác dụng) . Xét phân tử B nằm sâu trong chất lỏng: Tổng hợp lực tác dụng lên B = 0 Xét phân tử A nằm gần lớp bề mặt: Lực tổng hợp tác dụng lên phân tử hướng vào trong lòng chất lỏng. §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 43 → Lực tổng hợp tác dụng lên phân tử A hướng vào trong lòng chất lỏng tạo ra áp suất gọi là áp suất phân tử ở chất lỏng. Tính áp suất phân tử một cách gần đúng đối với H2O là: p = 17000 atm. Nhận xét: Áp suất phân tử có trị số rất lớn. Đây là áp suất tự nén của chất lỏng Nếu chất lỏng không chịu tác dụng của ngoại lực thì ở trạng thái cân bằng, lực nén các phân tử có phương vuông góc với bề mặt chất lỏng. §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng A B 44 II. Năng lượng bề mặt Các phân tử ở gần bề mặt chất lỏng có thế năng tương tác lớn hơn thế năng tương tác của các phân tử trong lòng chất lỏng. Khái niệm: Tổng độ chênh lệch thế năng tương tác của các phân tử bề mặt so với các phân tử trong lòng chất lỏng gọi là năng lượng bề mặt E. Biểu thức: (W W ) (*)tA tB Bemat chat long E   §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 45 Nhận xét Từ (*) ta thấy: Năng lượng bề mặt phụ thuộc vào tổng độ chênh lệch thế năng tương tác. Hay E phụ thuộc vào số phân tử chất lỏng gần bề mặt (Phụ thuộc vào diện tích bề mặt chất lỏng). Với S là diện tích bề mặt chất lỏng α là hệ số sức căng bề mặt. Đơn vị: J/m2 hay N/m. .E S §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 46 Bảng xác định hệ số sức căng bề mặt chất lỏng của một số chất ở 20oC. Chất Nước Ete Etylic Benzen Thủy ngân Rượu σ (N/m) 0.073 0.017 0.029 0.480 0.022 α phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng thì hệ số sức căng bề mặt giảm. §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 47 Trạng thái căng bề mặt chất lỏng Năng lượng bề mặt có dạng thế năng mà thế năng có xu hướng giảm đến nhỏ nhất → xu thế giảm năng lượng bề mặt đến cực tiểu, do E ~ S nên diện tích bề mặt có xu hướng giảm đến nhỏ nhất. Đây gọi là hiện tượng co bề mặt chất lỏng. Như vậy, một khối chất lỏng tự nhiên luôn có xu hướng co lại sao cho diện tích bề mặt là nhỏ nhất (Dạng hình cầu vì trong tất cả các hình có cùng thể tích thì hình cầu là hình có diện tích bề mặt nhỏ nhất. §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 48 Nhà du hành Leroy Chiao, một sĩ quan trên trạm vũ trụ quốc tế (phi đoàn 10) đang quan sát một giọt nước hình cầu lơ lửng giữa anh và chiếc máy quay phim, ở trên trạm. Trong giọt nước hiện lên ảnh của Chiao. (Ảnh: NASA) Giọt dầu hình cầu lơ lửng trong cồn §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 49 Dầu Rượu Trạng thái căng bề mặt chất lỏng Xét lớp chất lỏng được giới hạn bởi 1 khung bằng kim loại. Do xu hướng của lớp chất lỏng là luôn co lại sao cho diện tích bề mặt là nhỏ nhất → sinh ra lực F1 tác dụng vào khung kim loại. Theo Định luật 3 Newton, các phân tử khung kim loại cũng sẽ tác dụng lực F2 vào các phân tử chất lỏng. Lực F2 này có tác dụng kéo căng bề mặt chất lỏng và làm cho bề mặt chất lỏng ở trạng thái căng. F2 gọi là lực căng bề mặt chất lỏng §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 50 Lực căng bề mặt chất lỏng Định nghĩa: Lực căng bề mặt chất lỏng hướng theo tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, vuông góc với chu vi giới hạn bề mặt và làm căng bề mặt chất lỏng. Độ lớn: F = σ.l Với l là chiều dài chu vi giới hạn bề mặt chất lỏng §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 51 §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 52 Ứng dụng Do hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng nên nước mưa không thể chảy qua các lỗ nhỏ giữa các sợi vải căn trên ô dù hoặc trên mui ôtô tải, Hòa tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể lực căng bề mặt của nước, nên nước xà phòng dể thấm vào các sợi vải khi giặt để làm sạch các sợi vải. §5. Hiện tượng căng bề mặt chất lỏng 53 I. Sự làm ướt – không làm ướt Thí nghiệm 1F 2F AF A AF A Xét phân tử chất lỏng A ở gần mặt thoáng và gần thành bình 1F Lực hút của các phân tử chất lỏng khác tác dụng lên A và hướng vào trong lòng chất lỏng 2F Lực hút của các phân tử thành bình tác dụng lên A và hướng vuông góc thành bình §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn 54 1F 2F AF A AF A 1F 2F AF A AF A Lực tổng hợp: 1 2AF F F  Để các phân tử chất lỏng trên bề mặt ở trạng thái cân bằng thì lực tổng hợp tác dụng lên bề mặt phải vuông góc với bề mặt. Tùy thuộc vào mối quan hệ giữa F1 và F2 mà lực tổng hợp FA hoặc là hướng vào chất lỏng hoặc là hướng vào thành bình. §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn 55 AF A AF A → Bề mặt chất lỏng gần thành bình bị cong. Cụ thể: Bề mặt chất lỏng gần thành bình bị cong lồi nếu FA hướng vào trong lòng chất lỏng và cong lõm nếu FA hướng vào thành bình. §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn 56 Góc làm ướt θ Là đại lượng đặc trưng cho mức độ cong của bề mặt chất lỏng gần thành bình Định nghĩa Góc làm ướt là góc hợp bởi phương tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng gần thành bình và phần thành bình mà chất lỏng tiếp xúc θ θ §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn 57 Nhận xét θ < 90o: Chất lỏng làm ướt vật tiếp xúc. Ví dụ: Nước trong bình thủy tinh, giọt dầu loang rộng trên mặt nước θ θ §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn θ > 90o: Chất lỏng không làm ướt vật tiếp xúc. Ví dụ: Thủy ngân trong bình thủy tinh, nước trên lá khoai, nước trên nến 58 θ = 180o: Chất lỏng không làm ướt hoàn toàn vật tiếp xúc. §6. Sự làm ướt, không làm ướt. Áp suất phụ. Hiện tượng mao dẫn θ = 0o: Chất lỏng làm ướt hoàn toàn vật tiếp xúc. Khi đó có lớp chất lỏng dính khắp bề mặt vật do các phân tử vật tiếp xúc hút các phân tử chất lỏng θ = 90o ??? 59 II. Áp suất phụ Do bề mặt chất lỏng gần thành bình luôn bị cong mà
Tài liệu liên quan