1樓:潤生
氣泡在液體中的存在形式為球形、橢球形和球帽形,還有裙形等。
簡單點考慮,氣泡在液體中運動形狀始終為球形,附著後變成球缺或球冠。
氣泡附著在固壁的兩種狀態
假設杯壁表面光滑清潔均勻,沒有凹坑或裂縫。
氣泡主要受的力:
淨浮力壓力梯度力
粘性阻力
附加質量力
Basset力
Magus公升力
Saffman力
氣泡內壓強
表面張力
氣泡附著在杯壁上,克服脫落力的影響:脫落力是液體作用於氣泡上的各種力的合力,使氣泡搖擺晃動掙脫杯壁。
而氣泡的表面張力束縛氣泡,
保持穩定的條件是:
表面張力>脫落力
氣泡受力分析:
簡化考慮,只受2個力。
浮力使氣泡脫離,表面張力使氣泡附著杯壁。
在垂直方向上:
浮力與表面張力在垂直方向上的分量平衡。
從熱力學角度看,
單個氣泡附著在杯壁過程中,考慮受到浮力和表面張力作用,
當接觸角在0°~180°之間時,體系的表面自由能減少,氣泡的附著過程靠減少表面積自發地進行;
當接觸角為0°或180°時,體系的表面自由能沒有減少,附著過程不能自發進行,須有額外功才能發生。
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