流體物理 Fluid Physics

白努利原理 (Bernoulli’s Principle)
國立彰化師範大學物理系趙書漢/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

在流體力學中，白努利原理（Bernoulli’s Principle）指出，對一不可壓縮流體（流體的密度不因外力而改變，大部分的液體皆可視為此類）而言，在外界不做功的情況下，當液體流速增加時，將會造成液體的壓力或是重力位能減少。這項原理是以荷蘭物理學家丹尼爾-白努利（Daniel Bernoulli）命名。

毛細現象（Capillary Action）
台中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

毛細現象是一種物質吸引另一種物質的能力，就如植物中的維管束，可以輕易地吸水，就像衛生紙或宣紙般等多孔性紙類一樣，它發生於液體與物質之間分子的附著力大於液體內部分子的內聚力時，此時物質與垂直的表面接觸會產生凹的新月形狀，同樣的理論也可以說明多孔物質如海棉，可吸取液體的原因。

毛細管常被用來說明毛細現象，當低端的玻璃試管被放置在液體中，如水，會產生凹的新月形狀，表面張力將液柱拉高直到足夠的液重與分子之間的力達到平衡，液柱的重量正比於試管直徑的平方，但液體與試管邊界接觸的長度正比於試管直徑，因此愈窄的試管比寬試管可以吸取較高的液柱。舉例來說，一直徑0.5公厘的玻璃細管大約可以吸取2.8公厘的水柱。

而其他的組合方式，如水銀柱和玻璃，液體分子間的力量大於液體與固體之間的力，因而產生凸面形狀，而毛細現象也作用於相反方向。

表面張力 (Surface Tension) 的量度
臺中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

表面張力通常用 $$\sigma$$，$$\gamma$$ 或 $$T$$ 來表示，可定義為液體表面上對每單位長度所呈現的張力，此力平行於液體表面，但與線框垂直。想像線框上長度 $$L$$ 的肥皂薄膜，則其受到 $$2\gamma L$$ 向內的表面張力（薄膜兩面皆有表面張力，故乘以 $$2$$）^[1]。表面張力的量度單位為每單位長度所受的力，其 SI 單位為牛頓/ 公尺 $$(N/m)$$，但達因/ 公分 $$(dyne/cm)$$ 的 CGS 單位較常被使用^[2]。

靜止流體 (Fluid Statics) 的壓力
臺中縣常春藤高級中學李品慧教師/國立彰化師範大學物理系洪連輝教授責任編輯

為了抵抗變形，流體（液體和氣體）會產生一垂直於表面的壓力。靜止流體在各方向所受的壓力皆相等的，這樣的特性使得流體可以透過連通管傳送力到管的末端，如果施力不平衡，流體會延著受力方向移動。