连续体力学课件.ppt

连续介质假设 等高各点压强相等 在流体中取一柱状体元，在水平方向应用平衡方程 表明：流体内等高各点压强相等, 即等压面与竖直方向垂直 例2：已知坝长L=1088m，水深H=5m，不计大气压，求水对坝的水平推力 解：如图所示，取长为L,宽为dl的狭长面元，该面元受力dF=ρghLdl，方向垂直该面元 dF在水平方向的分力： 表面活性剂的作用 I. 润湿作用 II. 起泡作用 起泡原理： 内因：表面张力降低易于生成气泡---可降低生成气泡的表面功；可消弱气泡集并的趋势；可使附加压力减小。 外因：表面活性剂在表面的“定向排列”可阻碍气泡集并，利于泡的稳定。 III. 增溶作用 加入表面活性剂能促使原来难溶于水的液体（如苯等非极性的C-H化合物）在另一液体（如水）中易于溶解的现象称为表面活性剂的增溶作用。 增溶原理：胶束的作用---根据“性质相近相溶原理”，非极性的溶质（如苯等非极性的C-H化合物）较易溶于胶束内部的非极性的憎水基（ C-H化合物）集中的地方。 IV. 乳化作用 一种液体在另一种液体中分散的现象称为“乳化”。表面活性物质是主要的乳化剂。其乳化作用的原理与起泡原理类似：表面张力降低消弱液滴集并的趋势；“定向排列”形成的保护膜可阻止液滴集并。 表面张力的例子 三、拉普拉斯公式（Laplace formula） 由于表面张力的存在,弯曲液面内外(inside and outside)的压强不等,其压强差服从拉普拉斯公式: 毛细现象应用 砖块吸水、毛巾纸巾吸汗、粉笔吸墨水都是常见的毛细现象.在这些物体中有许多细小的孔道,起着毛细管的作用. 有些情况下毛细现象是有害的.例如,建筑房屋的时候,在砸实的地基中毛细管又多又细,它们会把土壤中的水分引上来,使得室内潮湿.建房时在地基上面铺油毡,就是为了防止毛细现象造成的潮湿. 水沿毛细管上升的现象,对农业生产的影响很大.土壤里有很多毛细管,地下的水分经常沿着这些毛细管上升到地面上来.如果要保存地下的水分,就应当锄松地面的土壤,破坏土壤表层的毛细管,以减少水分的蒸发. 。 現今某些材質的運動衣料，會透過毛細現象吸汗。 化學家常利用毛細現象來進行薄板層析(薄板色譜分析)。 海綿有非常多的細小孔洞(相當於毛細管)，這使得海綿能夠吸收大量的液體。 蠟燭芯將蠟引到火附近。 可湿性粉剂中原药多为有机化合物，具有憎水性，只有在表面活性剂存在的条件下，降低水的表面张力，药粒才有可能被水所润湿，形成水悬液； 在粒剂及供喷粉用的粉剂中，有的也含有一定量的表面活性剂，其目的是为了提高药剂在受药表面的附着性和沉积量，提高有效成分在有水分条件下的释放速度和扩展面积，提高防病、治病效果。  在药剂中，一些挥发油脂溶性纤维素等许多难溶性药物利用表面活性剂的增溶作用可形成透明溶液及增加浓度；在医药行业中可作为杀菌剂和消毒剂使用，其杀菌和消毒作用归结于它们与细菌生物膜蛋白质的强烈相互作用使之变性或失去功能， 在化妆品行业中，乳化剂是乳霜、乳液、洁面、卸妆等护肤产品中不可或缺的成分。 a. 水面上的爬虫能不落入水中 b.把一根缝衣针放在一张薄餐巾纸上，用纸托 住缝衣针轻轻地放在水面上，纸被水浸透后 沉入水底，而缝衣针会浮在水面上。 c.在杯中装满水(注意杯口的外沿必须干燥)，放在 桌上。将干净的分币轻轻地从水面投下，要求尽 量减少水面的扰动。随着投入的分币数增多，水 面会明显超出杯口，但水不溢出来。 d.雨伞的伞面织物都有细小的孔，下雨天 用撑开的 伞遮雨，雨水不会从小孔中漏下来 pin pout R 1.液面弯曲 1)凸液面时，如图 周界上表面张力沿切线方向，合力指向液面内， 好象紧 压在液体上，使液体受一附加压强 ，由力平衡条件，液面下液体的压强： s D s D s p s p p p + = 0 s p 为正 拉普拉斯方程的推导: Ⅰ：附加压强的产生 2）凹液面时，如图 周界上表面张力的合力指向外部， 如好象被拉出，液面内部压强小于外部压强，液面下压强： s D s D s p p p - = 0 总之：附加压强使弯曲液面内外压强不等，与液面曲率中心同侧的压强恒小于另一侧，附加压强方向恒指向曲率中心 附加压强与外部压强相同为正，相反为负。 Ⅱ、球形液面附加压强 df 如图球形液面上的一小液面，在周界上取一线元dl，作用在dl上的表面张力 力的方向垂直dl且与球面相切。将df分解为与半径r垂直和平行的两个分力 df c o R j j dl // ^ df df r // df 与 ^ j j sin cos // df df df df = = = = ^ 球冠 R