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毛细现象的定义、成因与实际应用详解(含经典例题解析)

  一、毛细现象的定义和产生原因

  1、定义

  浸润液体在细管里上升的现象和不浸润液体在细管里下降的现象,统称为毛细现象。常见的毛细现象如毛巾吸水、墨水在纸张中扩散等都属于这一范畴。

  2、产生原因

  毛细现象的产生与液体的表面张力及液体与固体间的浸润现象均密切相关:表面张力使液体表面具有收缩趋势,而浸润或不浸润现象决定了液体与管壁的相互作用方向,二者共同作用导致了细管中液面的升降。

  3、应用与防止

  (1)应用

  日常生活和生产中,纸张、棉花、毛巾、粉笔、土壤内部的细小孔道均起到了毛细管的作用,使得液体能够沿这些通道流动,如毛巾吸附水分、粉笔吸收墨水等。

  (2)防止

  在部分场景中需防止毛细现象带来的影响,例如砌砖的地基处铺设油毡,可阻挡水分沿砖块和土壤中的毛细管上升;若要保存地下水分,可通过锄松土壤的方式破坏土壤内部的毛细管结构,减少水分蒸发流失。

  二、毛细现象的相关例题

  下列关于毛细现象及相关物理知识的说法,正确的是____

  A.空气的相对湿度定义为相同温度下,水的饱和蒸汽压与空气中所含水蒸气实际压强之比

  B.毛细现象中毛细管液面的升降情况,仅由液体的种类决定,与毛细管材质无关

  C.浸润液体在毛细管中上升的高度,通常会随毛细管内径的减小而增大

  D.根据热力学第一定律,物体内能的增加量等于外界对物体做的功与物体吸收的热量之和

  E.自然过程中,孤立系统的熵值总是呈现增加或不变的趋势,不会自发减小

  答案:CDE

  解析:选项A错误,相对湿度的正确定义是相同温度下,空气中水蒸气的实际压强与水的饱和蒸汽压之比;选项B错误,毛细现象中液面升降由液体种类和毛细管材质共同决定,二者影响液体与固体的浸润/不浸润关系;选项C正确,在一定条件下,浸润液体在毛细管中的上升高度与毛细管内径成反比,内径越小上升越高;选项D正确,热力学第一定律明确了内能变化、做功和热传递的关系,内能增加需外界做功或物体吸热;选项E正确,这是热力学第二定律的熵增原理。综上,本题选CDE。

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