润湿现象和毛细现象的热力学描述

润湿现象和毛细现象的热力学描述
水的三种状态和固体的三种物态，虽然我们肉眼看不见，但在显微镜下可以看得清楚。

前者称为表面张力；后者称为内聚力。

由于润湿现象和毛细现象都发生在流体中，因此，它们也能作为表面张力和内聚力的热力学描述。

当温度一定时，在一个平衡的流体系统中，如果表面张力与内聚力相等，那么这个流体就处于绝对的平衡状态。

假如表面张力比内聚力小，流体的表面就会有露出水面的薄膜。

这种由液滴构成的薄膜很容易受外界压力的影响而改变形状，并且会向着有压力的方向伸展，即为水波。

但是水分子是不断运动的，因此在重力作用下，露出水面的薄膜总是有收缩现象。

由于压力的存在，液体各部分之间存在着力的作用，所以在任何时候都有一些液滴附着在一起，形成连续的、不断向前移动的波纹。

这种情况只要稍加停顿，薄膜便恢复原状，露出水面的液滴也重新团结在一起。

毛细现象是湿空气流动时，水蒸汽附在物体上的一种现象。

水蒸汽不但能以露珠的形式出现，也可以呈雾状出现。

毛细管是一根弯曲的管子，两端直径逐渐减小，越到近端直径越小，其截面面积随截面的直径变化曲线是一条圆弧（称为卡曼图）。

这种现象常发生在有雾的天气，当微风吹过树林或草丛时，往往会在地上树叶上产生一层露珠似的水雾，这就是毛细现象。

毛细现象的发生，主要是由于水蒸汽具有压缩性。

在毛细管里当水蒸汽含量很大时，压强也会增高，使水蒸汽分子能紧密地挨在一起。

由于每个水分子周围有6个氢原子和5
个氧原子，所以它就有1/6水分子被挤压的趋势。

当水蒸汽的压强超过了这种分子力所允许的最大值时，液滴就从水蒸汽中分离出来，形成一根根直径约为1/10毫米的液柱，叫做毛细管。

当空气中的水蒸汽压强超过一定值时，也会在汽车、轮船、飞机的出气管等处产生白色雾状的液柱，这就是所谓的“白烟”，是水蒸汽遇冷液化成的小水滴，呈液态小水滴分布在气流中，看起来就像是“白烟”。

水蒸汽还有一个特点：它受压力越大，其体积膨胀得越厉害。

水蒸气压力与液体压力的差值称为蒸气压。

当蒸气压与大气压相等时，液滴就会在重力作用下返回到液体中去。

人们早就观察到，当杯口上端放着一小团纸片时，杯口上部会先变干，而后才变湿。

这是由于纸片上吸着水蒸气的缘故。