До якої висоти підніметься рідина у капілярі із конкретним діаметром?

Суть вопроса: Капілярна дія

Пояснення: Капілярна дія - це явище, коли рідина підноситься або спускається у вузькому просторі (капілярі), на відміну від рівноваги рідини у циліндрі або судині. Для розрахунку висоти піднімання рідини у капілярі використовується формула Лапласа:

h = (2 * T * cosθ) / (ρ * g * r),

де:
h - висота піднімання рідини у капілярі,
T - коефіцієнт поверхневого натягу рідини,
θ - кут між рівнинами рідини та поверхні капіляру,
ρ - густина рідини,
g - прискорення вільного падіння,
r - радіус капіляру.

Залежно від параметрів рідини та капіляру, висота піднімання може бути різною. Наприклад, для ртуті (T = 0.48 Н/м, ρ = 13,600 кг/м³) у капілярі з радіусом r = 1 мм (0.001 м) та кутом θ = 30°, висота піднімання рідини обчислюється за формулою:

h = (2 * 0.48 * cos30°) / (13600 * 9.8 * 0.001) ≈ 0.006 м, або 6 мм.

Приклад використання: У прямокутному капілярі з контактним кутом 60° рідина підноситься на висоту 8 см. Знайдіть радіус цього капіляру.

Рекомендації: Для кращого розуміння капілярної дії рекомендується ознайомитися з поняттями контактного кута, коефіцієнта поверхневого натягу та інших характеристик рідини та капіляру.

Вправа: Рідина підіймається у капілярі на висоту 12 см при радіусі капіляру 2 мм. Який контактний кут у цьому випадку?