流體力學(xué)第一章緒論土木

第一章緒論§1.1流體力學(xué)的定義、內(nèi)容和發(fā)展概況§1.2連續(xù)介質(zhì)模型§1.3液體的主要物理性質(zhì)Ⅰ慣性、質(zhì)量和密度Ⅱ重力和重度一、粘性：1、粘性2、粘度水力§1.3液體的主要物理性質(zhì)一、粘性：3、牛頓內(nèi)摩擦定律

4、理想液體假設(shè)二、液體的壓縮性§1.4作用于液體上的力第一章緒論§1.1流體力學(xué)的定義、內(nèi)容與發(fā)展概況

自然界的物質(zhì)具有三態(tài)：固體、液體和氣體。

固體：具有一定的體積和一定的形狀，表現(xiàn)為不易壓縮和不易流動； 液體：具有一定的體積而無一定形狀，表現(xiàn)為不易壓縮和易流動； 氣體：既無一定體積，又無一定形狀，表現(xiàn)為易壓縮和易流動。

液體和氣體都具有易流動性，故統(tǒng)稱流體。研究流體的平衡和流體機(jī)械運(yùn)動規(guī)律及其實際應(yīng)用的技術(shù)學(xué)科------流體力學(xué)流體力學(xué)水力學(xué)以水為主

的液體一、水力學(xué)定義水力學(xué)是一門研究液體平衡和機(jī)械運(yùn)動規(guī)律及其實際應(yīng)用的技術(shù)學(xué)科，是屬力學(xué)的一個分支。水力學(xué)所研究的基本規(guī)律，主要包括兩部分：1.液體的平衡規(guī)律研究液體處于平衡狀態(tài)時，作用于液體上的各種力之間的關(guān)系，稱為水靜力學(xué)；2.液體的運(yùn)動規(guī)律研究液體在運(yùn)動狀態(tài)時，作用于液體上的力與運(yùn)動之間的關(guān)系，以及液體的運(yùn)動特性與能量轉(zhuǎn)化等等，稱為水動力學(xué)。二、水力學(xué)內(nèi)容三、水力學(xué)任務(wù)研究以水為主體的液體在靜止和運(yùn)動狀態(tài)的基本規(guī)律和基本理論基礎(chǔ)，解決生產(chǎn)中的實踐問題。李冰都江堰——深淘灘，低作堰公元584年－公元610年隋朝南北大運(yùn)河、船閘應(yīng)用

埃及、巴比倫、羅馬、希臘、印度等地水利、造船、航海

產(chǎn)業(yè)發(fā)展系統(tǒng)研究 古希臘哲學(xué)家阿基米德《論浮體》（公元前250年）奠定了 流體靜力學(xué)的基礎(chǔ)四、水力學(xué)的發(fā)展歷史第一階段（16世紀(jì)以前）：水力學(xué)形成的萌芽階段 公元前2286年－公元前2278年 大禹治水——疏壅導(dǎo)滯（洪水歸于河） 公元前300多年1686年牛頓——牛頓內(nèi)摩擦定律1738年伯努利——理想流體的運(yùn)動方程即伯努利方程1775年歐拉——理想流體的運(yùn)動方程即歐拉運(yùn)動微分方程四、水力學(xué)的發(fā)展歷史第二階段（16世紀(jì)文藝復(fù)興以后-18世紀(jì)中葉）水力學(xué)成為一門獨(dú)立 學(xué)科的基礎(chǔ)階段1586年斯蒂芬——水靜力學(xué)原理1650年帕斯卡——“帕斯卡原理”1612年伽利略——物體沉浮的基本原理第三階段（18世紀(jì)中葉-19世紀(jì)末）水力學(xué)沿著兩個方向發(fā)展——?dú)W拉（理論）、伯努利（實驗）工程技術(shù)快速發(fā)展，提出很多經(jīng)驗公式1769年謝才——謝才公式（計算流速、流量）1895年曼寧——曼寧公式（計算謝才系數(shù)）1732年比托——比托管（測流速）1797年文丘里——文丘里管（測流量）理論：1823年納維，1845年斯托克斯分別提出粘性流體運(yùn)動方程組（N-S方程）四、水力學(xué)的發(fā)展歷史第四階段（19世紀(jì)末以來）水力學(xué)飛躍發(fā)展理論分析與試驗研究相結(jié)合量綱分析和相似性原理起重要作用1883年雷諾——雷諾實驗（判斷流態(tài)）1903年普朗特——邊界層概念（繞流運(yùn)動）1933-1934年尼古拉茲——尼古拉茲實驗（確定阻力系數(shù)）水力學(xué)與相關(guān)的鄰近學(xué)科相互滲透，形成很多新分支和交叉學(xué)科四、水力學(xué)的發(fā)展歷史五、水力學(xué)的在工程中的應(yīng)用v1.確定水工建筑物所受的水力荷載當(dāng)關(guān)閉閘門，水庫蓄水時，為了計算閘門的強(qiáng)度、剛度、校核大壩的穩(wěn)定性，必須考慮上下游水對大壩和閘門的作用力2.確定水工建筑物過水能力當(dāng)渲泄洪水時，必須確定校核大壩所能夠通過流量，以確保大壩安全泄洪；或已知泄量，確定大壩的溢流寬度。渠道河道過流能力的設(shè)計與校核。3.分析水流流動形態(tài)和水流能量消耗和利用三峽大壩泄洪由于大壩壅高水位，泄洪時，下游的水流的動能較大，會沖擊河床，危及大壩的安全，因此，必須采取工程措施，消耗過大的動能，減輕對河床的沖刷。4.確定河渠水面線問題5.滲流問題另解:高速水流中的摻氣問題,氣蝕,沖擊波,水污染等問題.六

流體力學(xué)的研究方法1.理論分析2.科學(xué)試驗3.數(shù)值模擬理論方法是通過對液體物理性質(zhì)和流動特性的科學(xué)抽象（近似），提出合理的理論模型。將原來的具體流動問題轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)問題。經(jīng)典力學(xué)的基本原理：牛頓的三大定律、動量定律、動能定律水流運(yùn)動的基本方程式：連續(xù)性方程、能量方程、動量方程1.理論分析應(yīng)用流體力學(xué)是一門理論和實踐緊密結(jié)合的基礎(chǔ)學(xué)科。它的許多實用公式和系數(shù)都是由實驗得來的。至今，工程中的許多問題，即使能用現(xiàn)代理論分析與數(shù)值計算求解的，最終還要借助實驗檢驗修正。（1）原型觀測（2）模型試驗（3）系統(tǒng)試驗2.科學(xué)試驗（1）原型觀測

在野外或水工建筑物現(xiàn)場，對水流運(yùn)動進(jìn)行觀測，收集第一性資料，為檢驗理論分析成果或總結(jié)某些基本規(guī)律提供依據(jù)。（2）模型試驗當(dāng)實際水流運(yùn)動復(fù)雜，而理論分析困難，無法解決實際工程的水力學(xué)問題時采用。

指在實驗室內(nèi)，以水力相似理論為指導(dǎo)，把實際工程縮小為模型，在模型上預(yù)演相應(yīng)的水流運(yùn)動，得出模型水流的規(guī)律性，再把模型試驗成果按照相似關(guān)系換算為原型的成果以滿足工程設(shè)計的需要（3）系統(tǒng)試驗在實驗室內(nèi)，小規(guī)模的造成某種水流運(yùn)動，用已進(jìn)行系統(tǒng)的實驗觀測，從中找到規(guī)律。數(shù)理知識數(shù)據(jù)處理方法量綱分析方法

通過求解水流的運(yùn)動方程來得到模擬區(qū)域內(nèi)任意時刻任意位置力和運(yùn)動要素的值。先進(jìn)性：采用計算機(jī)、流體計算軟件等高新技術(shù)。經(jīng)濟(jì)性：可給定不同的邊界條件，進(jìn)行大量的模擬，給出足夠多的力和運(yùn)動要素值以進(jìn)行分析。3.數(shù)值模擬1cm3一、液體的微觀特性和宏觀特性

1.微觀（分子自由程的尺度）上看，液體質(zhì)點(diǎn)是 一個足夠大的分子團(tuán)，包含了足夠多的液體分子 ，分子與分子之間是存在空隙的，即不連續(xù)。各 物理量在空間上呈不連續(xù)性，在時間上也具有很 大的隨機(jī)性。

3.34×1022個水分子3×10-8cm (3~4)×10-8cm§1.2連續(xù)介質(zhì)模型2.宏觀（水力學(xué)處理問題的尺度）上看，液體質(zhì)點(diǎn)足夠小，只占據(jù)一個空間幾何點(diǎn)，體積趨于零。構(gòu)成液體質(zhì)點(diǎn)的這些分子行為的統(tǒng)計平均值是穩(wěn)定的，作為表征液體物理特性和運(yùn)動要素的物理量定義在液體質(zhì)點(diǎn)上。——流體力學(xué)研究的是流體的宏觀運(yùn)動規(guī)律二、連續(xù)介質(zhì)模型

1．定義： （1）連續(xù)介質(zhì)：質(zhì)點(diǎn)連續(xù)地充滿所占空間的流 體或固體。 （2）連續(xù)介質(zhì)模型：將液體看成由液體質(zhì)點(diǎn)連 續(xù)組成，占滿空間而沒有間隙，其物理特性和運(yùn) 動要素都是空間坐標(biāo)和時間的連續(xù)函數(shù)的一種假 設(shè)模型：u=u(t,x,y,z)。(教材P3)§1.2連續(xù)介質(zhì)模型2．優(yōu)點(diǎn)：（1）排除了分子運(yùn)動的復(fù)雜性。（2）連續(xù)介質(zhì)假說是近似的、宏觀的假設(shè)，它為數(shù)學(xué)工具的應(yīng)用提供了依據(jù)。物理量作為時空連續(xù)函數(shù)，則可以利用連續(xù)函數(shù)這一數(shù)學(xué)工具來研究問題。3．適用范圍：除了個別情形外（空化水流、摻氣水流），連續(xù)介質(zhì)假說是合理的。A、流體的分子；B、流體內(nèi)的固體顆粒；C、幾何的點(diǎn)；D、幾何尺寸同流動空間相比是極小量,又含有大量分子的微元體。三、質(zhì)點(diǎn)

包含足夠多的分子并保持著宏觀運(yùn)動的一切特性， 但其體積與研究的液體范圍相比又非常之小，以致 可以認(rèn)為它是液體空間中的一個點(diǎn)。

選擇題：按連續(xù)介質(zhì)的概念，流體質(zhì)點(diǎn)是指：四、量綱與單位

在流體力學(xué)研究中，需涉及許多物理量，也就必須了解這些物 理量的量綱和單位。流體力學(xué)采用國際單位制（IS）。1．國際單位制的單位（Unit）長度：m，cm，km等；時間：s，h，d等；質(zhì)量：g，kg，mg等；力：N，KN等。2．國際單位制的量綱（Dimension）量綱：用來表示物理量物理性質(zhì)的符號。國際單位制的基本量綱有三個：長度：時間：質(zhì)量：流體力學(xué)的所有物理量都能用上述三個基本量綱來表示。如：體積根據(jù)α、β、γ的數(shù)值不同，可把流體力學(xué)的物理量分為四類：1．無量綱量：α=β=γ=02．幾何學(xué)量：α≠0，β=γ=03．運(yùn)動學(xué)量：β≠0，γ=04.動力學(xué)量：γ≠0重度[][ML2T2]體積[V][L3]密度[][ML3]即任何物理量都能表示為[x][LTM]§1.3液體的主要物理性質(zhì)回顧以前學(xué)習(xí)過的液體的物理性質(zhì)Ⅰ慣性、質(zhì)量和密度

1．慣性：液體具有保持原有運(yùn)動狀態(tài)的物理性質(zhì)；

2．質(zhì)量（m）：質(zhì)量是慣性大小的量度；質(zhì)量大 的物體慣性大，質(zhì)量小的物體慣性小。其中的含義應(yīng)理解為液體微團(tuán)趨于液體Ⅰ慣性、質(zhì)量和密度

3．密度（ρ）：單位體積所包含的液體質(zhì)量。 若質(zhì)量為M，體積為V的均質(zhì)液體，其密度為

M V

對于非均勻質(zhì)液體，(x,y,z)lim

V0VV0質(zhì)點(diǎn)。密度的單位：kg/m3液體的密度隨溫度和壓力變化，但這種變化很小，所以水力學(xué)中常把水的密度視為常數(shù)。

3MⅡ重力和重度

1．重力（G）：液體受到地球的萬有引力作用，稱為重力。GMg式中，g為重力加速度。重度（

）

GMg VV3重度的單位：N/M液體的重度也隨溫度變化。在水力計算中，常取4℃純凈水的重度作為水的重度9800N/m3

3==

g現(xiàn)在來學(xué)習(xí)液體其他幾個重要的物理性質(zhì)當(dāng)液體處在運(yùn)動狀態(tài)時，若液體質(zhì)點(diǎn)之間（或流層之間）存在相對運(yùn)動，則質(zhì)點(diǎn)之間將產(chǎn)生一種內(nèi)摩擦力（切力）來抗拒這種相對運(yùn)動。液體的這種物理性質(zhì)，稱為粘性（或粘滯性）。粘性：即在運(yùn)動的狀態(tài)下，液體所產(chǎn)生的抵抗剪切變形的性質(zhì)。一、粘性

1、粘性液體具有流動性。流動性是液體受剪力（切力）發(fā)生連續(xù)不斷變形的性質(zhì)——這種變形稱為剪切變形。對于如圖的平面流動，流體速度u都沿x方向，且不隨x變化，只隨y變化。兩層流體之間存在相對運(yùn)動和剪切（角）變形，同時也出現(xiàn)成對的切應(yīng)力，流動快的一層要帶動流動慢的一層，而流動慢的一層則要阻礙流動快的一層，它起到抵抗剪切變形的作用。1、粘性2、粘度v(m2/s)動力粘性系數(shù)：又稱絕對粘度、動力粘度運(yùn)動粘度：又稱相對粘度，運(yùn)動粘性系數(shù)。（1）定義 液體的粘度是由流動流體的內(nèi)聚力和分子的動量交換所引 起的。（2）分類粘性大小由粘度來量度流體粘度的數(shù)值隨流體種類不同而不同，并隨壓強(qiáng)、溫度變化而變化。1）流體種類。一般地，相同條件下，液體的粘度大于氣體的粘度。2）壓強(qiáng)。對常見的流體，如水、氣體等，值隨壓強(qiáng)的變化不大，一般可忽略不計。3）溫度。是影響粘度的主要因素。當(dāng)溫度升高時，液體的粘度減小，氣體的粘度增加。

a.液體：內(nèi)聚力是產(chǎn)生粘度的主要因素，當(dāng)溫度升高，分子間距離增大，吸引力減小，因而使剪切變形速度所產(chǎn)生的切應(yīng)力減小，所以值減小。

b.氣體：氣體分子間距離大，內(nèi)聚力很小，所以粘度主要是由氣體分子運(yùn)動動量交換的結(jié)果所引起的。溫度升高，分子運(yùn)動加快，動量交換頻繁，所以值增加。（3）粘度的影響因素（1）牛頓平板實驗1686年，著名科學(xué)家牛頓（Newton）做了如下試驗：3、牛頓內(nèi)摩擦定律在兩層很大的平行平板間夾一層很薄的液體（如圖），將下層平板固定，而使上層平板運(yùn)動，則夾在兩層平板間的液體發(fā)生了相對運(yùn)動。實驗發(fā)現(xiàn)，兩層平板間液體的內(nèi)摩擦力F，與接觸面積A成正比，與液體相對運(yùn)動的速度梯度U/δ成正比。因平板間距δ很小，可認(rèn)為液體速度呈線性分布(2)牛頓內(nèi)摩擦定律引入比例系數(shù)μ，將上式寫成等式

這就是著名的牛頓內(nèi)摩擦定律。牛頓內(nèi)摩擦定律，也可用單位面積上的內(nèi)摩擦力τ來表示： （N/m2，Pa）

τ——粘性切應(yīng)力可以證明：流速梯度，實質(zhì)上代表液體微團(tuán)的剪切變形速率。則由圖得：牛頓平板實驗與內(nèi)摩擦定律說明：液體的切應(yīng)力與剪切變形速率，或角變形率成正比。證明：在兩平板間取一方形質(zhì)點(diǎn)，高度為dy，dt時間后，質(zhì)點(diǎn)微團(tuán)從abcd運(yùn)動到a′b′c′d′。dcd'c'udtaba'b'd(u+du)dt說明：1）液體的切應(yīng)力與剪切變形速率，或角變形率成正比。

——區(qū)別于固體的重要特性。固體的切應(yīng)力與角變形的大小成正比。

2）液體的切應(yīng)力與動力粘性系數(shù)成正比。

3）對于平衡液體du/dy=0或理想液體=0，所以不產(chǎn)生切應(yīng)力，=0。Uh1h212A解：設(shè)液層分界面上的流速為u，則：在液層分界面上：uU切應(yīng)力分布上層：下層：例1：試計算平板間兩層液體的切應(yīng)力及液層分界面流速。設(shè)定體流動為層流，且流速按直線分布。例2：旋轉(zhuǎn)圓筒黏度計，外筒固定，內(nèi)筒由同步電機(jī)帶動旋轉(zhuǎn)。內(nèi)外筒間充入實驗液體，已知內(nèi)筒半徑r1=1.93cm，外筒r2=2cm，內(nèi)筒高h(yuǎn)=7cm。實驗測得內(nèi)筒轉(zhuǎn)速n=10r/min，轉(zhuǎn)軸上扭矩M=0.0045N·m。試求該實驗液體的黏度。因為間隙很小，速度近似直線分布。

內(nèi)筒切應(yīng)力式中扭矩得解

由單位面積A內(nèi)摩擦力求出作用力F1、賓漢型流體：

00，n=1,=Const2、假(偽)塑性流體：0=0，n<13、牛頓流體：

0=0，n=1,=Const4、膨脹流體：

0=0，n>15、理想流體：

0=0，=0流體牛頓流體（NewtonianFluids）：即遵循牛頓內(nèi)摩擦定律的流體稱為牛頓流體。

非牛頓流體：不符合上述條件的均稱為非牛頓流體。(3)牛頓流體、非牛頓流體判斷：切應(yīng)力與剪切變形速率成線性關(guān)系的流體是牛頓流體，對嗎？

理想賓漢流體

牛頓流體

偽塑性流體

膨脹性流體

BμCADdu/dyτO14．理想液體假設(shè)

理想液體就是指忽略粘性效應(yīng)的液體。在理想液體模型中，粘性系數(shù)μ=0。在水力計算中，有時為了簡化分析，對液體的粘性暫不考慮，而引出沒有粘性的理想液體模型。說明:忽略粘性影響實際上就是忽略切應(yīng)力，切應(yīng)力，小、小都是切應(yīng)力小的原因，是流體的客觀屬性，所以往往是在變形速率不大的區(qū)域?qū)嶋H流體簡化為理想流體。我們將會看到，是否忽略粘性影響將對流動問題的處理帶來很大的區(qū)別，理想流體假設(shè)可以大大簡化理論分析過程。由理想液體模型分析所得的結(jié)論，必須對沒有考慮粘性而引起的偏差進(jìn)行修正。2.體積壓縮系數(shù)二、

液體的壓縮性1.壓縮性：液體受壓后體積要縮小，壓力撤除后也能恢復(fù)原狀，這種性質(zhì)稱為液體的壓縮性或彈性。用體積壓縮系數(shù)或體積模量K來描述液體的壓縮性。單位為m2/N液體體積的相對壓縮值與壓強(qiáng)增值之比，即當(dāng)壓強(qiáng)增大一個單位值時，液體體積的相對減小值：

因為質(zhì)量m不變，dm=d(rV

)=rdV

+Vdr

=0，

當(dāng)→0，既K→∞時，表示絕對不可壓縮。水：K=，可認(rèn)為不可壓。一般工程設(shè)計中，水的K=2×109

Pa，說明△p=1個大氣壓時，?！鱬不大的條件下，水的壓縮性可忽略，相應(yīng)的水的密度可視為常數(shù)。3.體積彈性系數(shù)K單位：N/m2，Pa說明：a.K越大，越不易被壓縮，當(dāng)K→∝時，表示該流體絕對不可壓縮。

b.流體的種類不同，其和K值不同。

c.同一種流體的和K值隨溫度、壓強(qiáng)的變化而變化，隨溫度變化不顯著。

d.在一定溫度和中等壓強(qiáng)下，水的體積彈性系數(shù)變化不大。

e.但若考慮水下爆炸、水擊問題時，則必須考慮壓縮性。4.液體的分類（1）根據(jù)液體受壓體積縮小的性質(zhì)，流體可分為：可壓縮液體：液體密度隨壓強(qiáng)變化不能忽略的液體（ρ

≠Const)。

不可壓縮液體：液體密度隨壓強(qiáng)變化很小，液體的密度可視為常數(shù)的液體(ρ=const)。

注：(a)嚴(yán)格地說，不存在完全不可壓縮的液體。

(b)一般情況下的液體都可視為不可壓縮液體（發(fā)生水擊時除外）。

(c)對于氣體，當(dāng)所受壓強(qiáng)變化相對較小時，可視為不可壓縮液體。

(d)管路中壓降較大時，應(yīng)作為可壓縮液體。4.液體的分類（2）根據(jù)液體是否具有粘性，可分為：實際液體：指具有粘度的液體，在運(yùn)動時具有抵抗剪切變形的能力，即存在摩擦力，粘度μ≠0。理想液體：是指既無粘性（μ=0），在運(yùn)動時也不能抵抗剪切變形。一、分類按物理性質(zhì)：重力、慣性力、彈性力、摩擦力、表面張力。按作用方式分：表面力和質(zhì)量力。§1.4作用于液體上的力通常，由于環(huán)境不同，處于界面的分子與處于相體內(nèi)的分子所受力是不同的。多相體系中相之間存在著界面。習(xí)慣上人們僅將氣-液，氣-固界面稱為表面。但在表面的一個水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小于內(nèi)部液相分子對它的吸引力，所以該分子所受合力不等于零，其合力方向垂直指向液體內(nèi)部。在水內(nèi)部的一個水分子受到周圍水分子的作用力的合力為零。1、

表面張力①在液體表面附近的分子由于只顯著受到液體內(nèi)側(cè)分子的作用，受力不均，使速度較大的分子很容易沖出液面，成為蒸汽，結(jié)果在液體表面層(跟氣體接觸的液體薄層)的分子分布比內(nèi)部分子分布來得稀疏。相對于液體內(nèi)部分子的分布來說，它們處在特殊的情況中。表面層分子間的斥力隨它們彼此間的距離增大而減小，在這個特殊層中分子間的引力作用占優(yōu)勢。②由于處在邊界內(nèi)的每一個分子都受到指向液體內(nèi)部的合力，所以這些分子都有向液體內(nèi)部下降的趨勢，勢能下降。使得液體表面層猶如張緊的橡皮膜，有收縮趨勢，從而使液體盡可能地縮小它的表面面積。結(jié)果：我們知道，球形是一定體積下具有最小的表面積的幾何形體。因此，在表面張力的作用下，液滴總是力圖保持球形，這就是我們常見的樹葉上的水滴按近球形的原因。液體與氣體相接觸時，會形成一個表面層，在這個表面層內(nèi)存在著的相互吸引力就是表面張力，它能使液面自動收縮。表面張力是由液體分子間很大的內(nèi)聚力引起的。①

定義：②

單位：

表面張力的單位常用達(dá)因（dyn），1dyn=10-5N。③

大小：表面張力F的大小跟分界線MN的長度成正比?？蓪懗桑篎=σL或σ=F/L。④表面張力系數(shù)：是指自由液面上單位長度所受到的表面張力。單位為N/m。表面張力⑤

說明

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表面張力的方向和液面相切，并和兩部分的分界線垂直。如果液面是平面，表面張力就在這個平面上。如果液面是曲面，表面張力就在這個曲面的切面上。表面張力表面張力是物質(zhì)的特性，其大小與溫度和界面兩相物質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。一般情況下，溫度越高，表面張力就越小。

能夠發(fā)生毛細(xì)現(xiàn)象的管子叫毛細(xì)管。毛細(xì)現(xiàn)象的解釋毛細(xì)現(xiàn)象：浸潤液體在細(xì)管里上升的現(xiàn)象和不浸潤液體在細(xì)管里下降的現(xiàn)象，叫做毛細(xì)現(xiàn)象。不光液體與氣體之間的表面層，液體與固體器壁之間也存在著“表面層”，這一液體薄層通常叫做附著層，它也一樣存在著表面張力。這一表面張力決定了液體和固體接觸時，會出現(xiàn)兩種現(xiàn)象：浸潤和不浸潤現(xiàn)象浸潤與不浸潤現(xiàn)象在潔凈的玻璃板上放一滴水銀，水銀是呈現(xiàn)出球形，也就是說，水銀與玻璃的接觸面具有收縮趨勢，它能夠滾來滾去而不附著在玻璃板上。把一塊潔凈的玻璃板浸入水銀里再取出來，玻璃上也不附著水銀。浸潤與不浸潤現(xiàn)象解釋：當(dāng)水銀與玻璃接觸時，附著層中的水銀分子受玻璃分子的吸引比內(nèi)部水銀分子弱，結(jié)果附著層中的水銀分子比水銀內(nèi)部稀疏，這時在附著層中就出現(xiàn)跟表面張力相似的收縮力，使跟玻璃接觸的水銀表面有縮小的趨勢，因而形成不浸潤現(xiàn)象．這種液體不附著在固體表面的現(xiàn)象稱為不浸潤現(xiàn)象。在潔凈的玻璃上放一滴水，水會慢慢地沿玻璃散開，接觸面有擴(kuò)大趨勢，即附著在玻璃板上形成薄層。把一塊潔凈的玻璃片浸入水中再取出來，玻璃的表面會沾上一層水。浸潤和不浸潤兩種現(xiàn)象，決定了液體與固體器壁接觸處形成兩種不同形狀：凹形和凸形。浸潤與不浸潤現(xiàn)象這種液體附著在固體表面的現(xiàn)象稱為浸潤現(xiàn)象。解釋：當(dāng)水與玻璃接觸時，受到固體分子的吸引相對強(qiáng)，附著層里的分子就比液體內(nèi)部更密，在附著層里就出現(xiàn)液體分子互相排斥的力，這時跟固體接觸的表面有擴(kuò)展的趨勢，從而形成浸潤現(xiàn)象．水銀雖然不能浸潤玻璃，但是用稀硫酸把鋅板擦干凈后，再在板上滴上水銀，我們將會看到，水銀慢慢地沿鋅板散開，而不再呈球形。所以說，同一種液體能夠浸潤某些固體，而不能浸潤另一些固體。水銀能浸潤鋅，而不能浸潤玻璃；水能浸潤玻璃，而不能浸潤石蠟。浸潤與不浸潤現(xiàn)象當(dāng)毛細(xì)管里插入浸潤液體中時，附著層里的推斥力使附著層沿管壁上升，這部分液體上升引起液面彎曲，呈凹形彎月面使液體表面變大。與此同時由于表面層的表面張力的收縮作用，液體表面類似張緊的橡皮膜,如果液面是彎曲的，它就有變平的趨勢。因此凹液面