液体中吸管倒伏的实验及理论机制研究
2020-07-13孔祥州任恒峰王清亮
商丘师范学院学报 2020年9期
孔祥州,任恒峰,王清亮
(忻州师范学院 物理系,山西 忻州 034000)
吸管置于盛有含汽液体的杯子中,当满足一定条件时,吸管将会上升并沿杯子边缘倒伏.目前,国内外对吸管在含汽液体中的倒伏现象研究较少,而对其所适用的物理规律、物理公式的讨论较多[1,2].含汽液体中气泡溢出现象是一个实际的物理模型,其运动规律涉及物理理论较多,需要在理想模型的基础上引入实际的多种影响因素[3-5].对液体中吸管倒伏现象的研究其意义远不止在于探究吸管倒伏的条件及影响其倒伏时间的影响因素到底有哪些,而且可以更好地了解液体中气泡的运动规律和性能[6].在此基础上,我们将对理论进行进一步分析,提出适用于液体中吸管倒伏现象的新理论模型,运用平衡力的相关知识及动量矩定理结合液体粘滞力等分析此现象,在进行具体实验之后,将实验与理论进行对比,从而深入探讨吸管倒伏的现象及物理机制.
1 液体中吸管倒伏的现象
液体中吸管倒伏的现象是指在含汽液体中放入吸管,吸管将逐渐上升,并且绕杯沿转动,当吸管上升至一定高度时,吸管绕杯沿转动掉落在杯外,即发生吸管的倒伏现象.显然,液体中吸管的倒伏现象是一个实际的物理模型,所受影响因素较多,理论分析时将会受到诸多限制,为了方便研究,可将该现象建立成为较为简单的理想物理模型.温度、气压等环境因素改变时含汽液体会有气泡溢……
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