问答题
计算题
在水平液面上垂直插入一个半径为R的毛细管,此时液体将在表面张力的拉动下沿着管中上升。弯曲液面形成的毛细压强可以用以下Yong-Laplace方程计算式中σ为气液表面张力,θ为气液界面与固壁之间的接触角,管中流体一方面受到毛细压强的驱动而上升,一方面又受到重力和粘性阻力的作用,设流动速度遵从粘性管流的Poiseuille分布,求:
(1)对于两端开口的毛细管,证明液位高度H随时间t的变化满足以下方程式中μ为液体的动力学粘度,ρg为重力。
(2)对于上端封闭的毛细管,设总管长为l,管内气体满足理想气体状态方程,试推导相应的液位高度H的变化方程。
(3)从上述方程中求出最大液位高度H和时间变化关系H(t),据此讨论H变化的趋势。
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