
【化】 capillary tube method
capillary
【化】 capillaries; capillary tube
【醫】 capillary; capillary tube; vasa capillare
dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law
毛細管法(Capillary Method)是一種基于毛細現象的實驗技術,利用内徑極細的玻璃管(毛細管)中液體因表面張力産生的上升或下降效應進行物理或化學測量。其核心原理是液體在狹窄管道内因分子間作用力與固液界面張力形成的自發運動現象。
毛細管法指通過觀察液體在毛細管中的行為(如液柱高度變化、流速等)來測定物質性質的方法。其理論基礎為楊-拉普拉斯方程(Young-Laplace equation),描述毛細管内液柱高度 ( h ) 與管徑 ( r )、液體密度 ( rho )、表面張力 ( gamma ) 及接觸角 ( theta ) 的關系: $$ h = frac{2gamma costheta}{rho g r} $$ 其中 ( g ) 為重力加速度。該公式表明,液柱高度與管徑成反比,與液體表面張力成正比。
将樣品填充于毛細管一端,置于加熱裝置中,觀察樣品熔化時的溫度變化。此方法因操作簡便、樣品用量少(<1 mg)被廣泛應用于藥物純度檢測(如《中華人民共和國藥典》通則0612)。
通過毛細管粘度計(如奧氏粘度計)測定液體流經毛細管的時間,結合哈根-泊肅葉定律計算動力粘度: $$ eta = frac{pi r Delta P t}{8LV} $$ 其中 ( Delta P ) 為壓力差,( L ) 為管長,( V ) 為流出體積,( t ) 為流出時間。
毛細管電泳(CE)技術利用電場驅動樣品在毛細管中遷移,根據分子電荷、大小實現高效分離,應用于DNA測序、蛋白質分析等(參見Journal of Chromatography A權威綜述)。
《中國大百科全書·物理學卷》"毛細現象"條目(中國大百科全書出版社,2009).
《中華人民共和國藥典》2020年版,通則0612"熔點測定法".
ASTM D445-21《透明與不透明液體運動粘度測定标準方法》(美國材料與試驗協會).
Landers, J.P. (Ed.). Handbook of Capillary Electrophoresis. CRC Press, 1997.
注:部分文獻因版權限制未提供鍊接,可通過學術數據庫(如知網、Web of Science)檢索原文。
毛細管法是指利用毛細管的物理特性(如内徑極小、流體流動特性)進行測量或控制的一類方法。以下是詳細解釋:
毛細現象基礎
當液體在細管(内徑0.5~2mm)中流動時,由于表面張力、黏滞力和重力等作用,會表現出特定的流動規律。例如,液體在毛細管中的上升或下降高度與管徑成反比(如的毛巾吸水實驗所示)。
測量黏度的原理
在恒定溫度下,液體流經直立毛細管的時間與其運動黏度成正比。通過對比已知黏度的标準液體與待測液體的流動時間,可計算待測液體的黏度。
黏度測定
如品氏毛細管法,需在恒定溫度下測量原油等流體流經标定毛細管的時間(參考)。實驗需使用毛細管黏度計、恒溫浴和秒表等設備。
制冷系統控制
在空調中,通過計算毛細管長度和内徑(如經驗公式:$G=5.54(Delta P/L)^{0.571}D^{2.71}$),調節制冷劑流量和壓力差,實現高效制冷。
化學與材料科學
用于顔料處理,通過毛細管壓力差促進溶劑浸潤粒子内部,排出水分(如所述)。
“毛細管”廣義指内徑極細的管子(如血管、物理實驗管),狹義可特指制冷系統中的紫銅管。
如需進一步了解某領域的具體操作(如黏度測定步驟或制冷毛細管設計),可參考、3等來源。
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