两滴液体是朝向玻璃管宽的那头移动还是窄的那头移动呢?

时间:2024-06-25 10:08:04

【题】如图所示,有两根均是一头宽一头窄的玻璃管。将一滴水银注入第一根管的A点处,而将一滴水注入第二根管的B点处。这时我们可以看到,处于不平衡状态下的两滴液体会沿着玻璃管移动。这是什么原因造成的呢?同时两滴液体是朝向玻璃管宽的那头移动还是窄的那头移动呢?

两滴液体是朝向玻璃管宽的那头移动还是窄的那头移动呢?

【解】在上述情况下,水银柱会向宽头那一端移动,而水柱则会向窄头那端移动。之所以水银柱在玻璃管中有两个自由移动的外凸方向,是因为玻璃并不会被水银浸润。相比水银靠近宽的那端的表面来说,它靠近窄的那端的表面曲度半径要小一些。所以水银被窄的那端所施加的压力要大一些(详见上一题),所以水银柱就会被挤向宽头的那一端。

两滴液体是朝向玻璃管宽的那头移动还是窄的那头移动呢?

两滴液体是朝向玻璃管宽的那头移动还是窄的那头移动呢?

之所以水柱两头都有一个内凹面,是因为水会浸润玻璃,并且相比管中宽头那端,窄的那端的凹面的曲度半径要小一些。所以说,液体会被曲度更大的那个凹面吸引着流动。因此,水柱会向窄的那端移动。

综上所述,我们可得出水银柱是向宽端移动,而水柱则是向窄端移动(见图68),也就是说,在细管中,这两段液体柱是朝相反的方向移动的。

水在毛细管中能从宽端向窄端移动的这种特性对于保持土壤湿度是具有重要意义的。“如果上层土壤厚实,即其中的孔隙很小,而下层土壤疏松,即其中的孔隙较大,那么上层土壤就容易吸收来自下层土壤的水分。而如果情况相反,下层土壤厚实,上层疏松,那么上面的疏松层干枯后就不会吸收到下层土壤的水分(因为水不会从窄的孔隙流向宽的孔隙),因而变得干燥。”农学家杜斯曾在著作中这样写道。

综上所述,我们可以总结出一种抵御旱灾的措施,也就是翻松土壤表层:应尽可能频繁地翻松顶层土壤,翻松厚度约为2厘米,这样才能够保持土壤湿度;此时大孔隙取代了原来的小孔隙,而小孔隙会被破坏掉,从而就会向下面吸收水分。虽然此时水分能够被疏松过的上层土壤所吸收,但是它还不能从孔隙更小的下层土壤中吸取到水分,所以不能向表层导入水;尽管这样,它在预防风和阳光带走其他土层的水分方面仍可以起到一定的作用。

这是一个极具借鉴意义的实例。一个普通的物理现象在被我们清楚地理解之后,可以对指导实践带来极大的帮助。

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