Поверхностное натяжение и дополнительное давление
1. Определите дополнительное давление, создаваемое поверхностью воздушного пузырька диаметром 1 мм, находящегося
1. Определите дополнительное давление, создаваемое поверхностью воздушного пузырька диаметром 1 мм, находящегося под водой.
2. В сосуд с жидкостью опущена капиллярная трубка с внутренним диаметром 3 мм. Определите поверхностное натяжение жидкости, если вес жидкости в капилляре равен 0,2 Н. Полное смачивание считать.
3. На какую высоту поднимется вода между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками, если расстояние между ними равно 1 мм? Поверхностное натяжение воды равно 0,072.
2. В сосуд с жидкостью опущена капиллярная трубка с внутренним диаметром 3 мм. Определите поверхностное натяжение жидкости, если вес жидкости в капилляре равен 0,2 Н. Полное смачивание считать.
3. На какую высоту поднимется вода между двумя плоскопараллельными стеклянными пластинками, если расстояние между ними равно 1 мм? Поверхностное натяжение воды равно 0,072.
10.12.2023 16:41
Написать свой ответ:
Пояснение: Поверхностное натяжение это свойство жидкости образовывать пленку на своей поверхности благодаря силам когезии между молекулами. Оно оказывает влияние на форму и свойства капель, пузырьков и поверхностных явлений. Поверхностное натяжение выражается в единицах силы на длину, например, Н/м.
1. Дополнительное давление, создаваемое поверхностью воздушного пузырька под водой, можно определить с помощью формулы Лапласа:
ΔP = 2γ/r,
где ΔP - дополнительное давление, γ - поверхностное натяжение жидкости, r - радиус кривизны поверхности пузырька.
В данном случае используется диаметр пузырька, поэтому необходимо поделить его на 2, чтобы получить радиус r = 1 мм / 2 = 0.5 мм = 0.0005 м.
Подставляем известные значения в формулу:
ΔP = 2 * 0.072 Н/м * 0.0005 м = 0.000072 Н/м
2. Для определения поверхностного натяжения жидкости в данной задаче используется формула:
γ = m * g / (2πr),
где γ - поверхностное натяжение жидкости, m - масса жидкости в капилляре, g - ускорение свободного падения, r - радиус капиллярной трубки.
Вес жидкости равен ее массе, поэтому m = 0.2 Н / 9.8 м/с^2 = 0.0204 кг.
Радиус капиллярной трубки равен половине внутреннего диаметра, т.е. r = 3 мм / 2 = 1.5 мм = 0.0015 м.
Подставляем известные значения в формулу:
γ = 0.0204 кг * 9.8 м/с^2 / (2π * 0.0015 м) = 0.223 Н/м.
3. Для определения высоты поднятия воды между стеклянными пластинками используется формула:
h = 2γ / (ρ * g * d),
где h - высота поднятия воды, γ - поверхностное натяжение воды, ρ - плотность воды, g - ускорение свободного падения, d - расстояние между пластинками.
Подставляем известные значения в формулу:
h = 2 * 0.072 Н/м / (1000 кг/м^3 * 9.8 м/с^2 * 0.001 м) = 0.147 м.
Совет: Чтобы лучше понять и запомнить эти формулы и принципы, рекомендуется изучить физическую химию или физику, а также проводить практические опыты и наблюдения по поводу поверхностного натяжения, капиллярности и связанных с ними явлений.
Ещё задача: На поверхности спокойной воды создано поверхностное натяжение, равное 0.06 Н/м. Какое дополнительное давление создается под водой пузырьком диаметром 2 мм? Ответ округлите до ближайшего числа.