题目内容
某同学将一直玻璃毛细管插入水中，发现管中水面上升的高度(H)较大，如图9-2-3(a)，于是他用同样的玻璃毛细管做成一个弯管，将长臂插入水中，使弯管顶部到水面的高度H′＜H，如图9-2-3(b)所示，他认为将有水不断地从短臂管中流出，你说对吗？为什么？
图9-2-3
解析：由于管子的内径相同，又H＞H′，故水一定能沿弯管的长臂上升，经过顶部，充满整个弯管，但肯定不会从短臂管口流出.
从题图(a)可以看出，毛细管中被“拉起”的水柱重力为G=SHρg(S为毛细管内截面积，ρ为水的密度)；显然，该水柱受到竖直向上的“拉力”F=G，实际上所说的“拉力”是表面张力F=2πrσ(r为内径，σ是表面张力系数).
在题图(b)中，短臂管中水柱长为h＜ H′＜H，其重力在短臂管口处该水柱受到的向上的“拉力”F′只要等于Shρg，水就不会流出，由于F＞ F′，所以该同学的想法是不会实现的.
〔换一种说法：如果水能从题图(b)的短臂管口流出，这等于是一台“第一类永动机”，是违背能量守恒定律的.〕
答案：不对，原因见解析.
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