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露珠為什么是球形的

  • 分類:新聞中心
  • 作者:王恒
  • 來源:科普時報
  • 發布時間:2022-10-15 08:57
  • 訪問量:

【概要描述】露水在詩人眼里別有一番風味,唐代詩人韋應物的詩《詠露珠》,對露珠作了精彩的描繪:“秋荷一滴露,清夜墜玄天。將來玉盤上,不定始知圓?!甭端裼暌粯?,能滋潤土壤起到幫助植物生長的作用。在農作物生長的季節里,常有露出現。在我國北方的夏季,蒸發很快,遇到缺雨干旱時,農作物的葉子有時白天被曬得卷縮發干,但是夜間有露,葉子就又恢復了原狀。人們常把“雨露”并稱,就是這個道理。露的形成原因和過程與霜一樣,只不過它

露珠為什么是球形的

【概要描述】露水在詩人眼里別有一番風味,唐代詩人韋應物的詩《詠露珠》,對露珠作了精彩的描繪:“秋荷一滴露,清夜墜玄天。將來玉盤上,不定始知圓?!甭端裼暌粯?,能滋潤土壤起到幫助植物生長的作用。在農作物生長的季節里,常有露出現。在我國北方的夏季,蒸發很快,遇到缺雨干旱時,農作物的葉子有時白天被曬得卷縮發干,但是夜間有露,葉子就又恢復了原狀。人們常把“雨露”并稱,就是這個道理。露的形成原因和過程與霜一樣,只不過它

  • 分類:新聞中心
  • 作者:王恒
  • 來源:科普時報
  • 發布時間:2022-10-15 08:57
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露水在詩人眼里別有一番風味,唐代詩人韋應物的詩《詠露珠》,對露珠作了精彩的描繪:“秋荷一滴露,清夜墜玄天。將來玉盤上,不定始知圓?!?/span>

露水像雨一樣,能滋潤土壤起到幫助植物生長的作用。在農作物生長的季節里,常有露出現。在我國北方的夏季,蒸發很快,遇到缺雨干旱時,農作物的葉子有時白天被曬得卷縮發干,但是夜間有露,葉子就又恢復了原狀。人們常把“雨露”并稱,就是這個道理。

露的形成原因和過程與霜一樣,只不過它形成時的溫度在0℃以上。在0℃以上,空氣因冷卻而達到水汽飽和時的溫度叫作“露點溫度”。在地面熱量散失快的早春或深秋晚上,由于空氣溫度降低,當溫度降到“露點”以后,空氣中的水汽達到飽和,就會有多余的水汽析出。此時水汽遇到葉子的尖端,產生了水的凝結,從而形成露水。當形成的露水不斷地增大,加上葉子表面的不浸潤,露水變成球形,這便是露珠。露一般在夜間形成,隨著氣溫的升高,露就蒸發消失了。

為什么露珠是球形的? 我們在日常生活中可以觀察到,雨后樹葉、草上的小水珠都接近于球形;不小心打碎了體溫計后,里面的水銀掉到地上,小水銀滴也呈球形。此外,在一杯水里,把一枚硬幣小心地放置在水面上,硬幣浮在水面而不沉,這時候就能看到硬幣下的水有一個凹面。所有這些現象都與表面張力有關。

那么,什么是表面張力呢?它又是怎么形成的呢?處于界面的分子與處于本體內的分子所受力是不同的。在水內部的一個水分子受到周圍水分子的作用力的合力為零,但在表面的一個水分子卻不如此。因上層空間氣相分子對它的吸引力小于內部液相分子對它的吸引力,所以該分子所受合力不等于零,其合力方向垂直指向液體內部,結果導致液體表面具有自動縮小的趨勢,這種收縮力稱為表面張力。表面張力使得液體表面層猶如緊繃的橡皮膜,有收縮趨勢,從而使液體盡可能地縮小它的表面面積。我們知道,球形是一定體積下具有最小表面積的幾何形體。因此,在表面張力的作用下,液滴總是力圖保持球形,這就是“將來玉盤上,不定始知圓”的原因。

表面張力產生的一個重要現象是毛細現象。也就是說浸潤液體在細管里上升,不浸潤液體在細管里下降。我們可以做一個小試驗來觀察這種現象。把細玻璃管放入盛水的槽中,這時水很快從細玻璃管中上升,管中的水平面比水槽中水平面還要高,管子越細,上升越高,并且管中水面是凹形的。若水槽中放的是水銀,情況則恰恰相反,管中液面低于水槽中水銀的平面。

浸潤液體為什么能在毛細管中上升呢?原來,浸潤液體與毛細管內壁接觸時,引起液面凹形,而表面張力是沿著液面切向作用的,所以沿著管壁作用的表面張力形成一個向上的合力,使得管內液體上升,直到表面張力的向上拉引作用和管內升高的液柱重量相等為止。

同樣的道理,對不浸潤液體,毛細管壁的表面張力的合力方向向下,使管內液體下降。我們平常所見到的用毛巾擦汗、粉筆吸干紙上墨水等現象都可用毛細現象來說明,毛巾、棉花、粉筆、土壤等物體,內部有許多小細孔,起著毛細管作用。不光液體與氣體之間的表面層,液體與固體器壁之間也存在著“表面層”,這一液體薄層通常叫作附著層,它也一樣存在著表面張力。

毛細現象對植物生長也具有很重要的意義,它們所需要的養分和水分就是由根、葉子和莖中的小管從土壤中吸上來,輸送到綠葉里的。這就像不停止的抽水機,不知疲倦地把水分、養分送到植物的每一個細胞。另外,土壤中有很多毛細管,地下的水分沿著這些毛細管上升到地面蒸發掉。如果要保存地下的水分來供植物吸收,就應當鋤松表面的土壤,切斷這些毛細管,減少水分的蒸發。所以農民常在雨后給莊稼松土,來保持水分。

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