Какая формула определяет высоту уровня смачивающей жидкости в капилляре диаметром

Название: Формула высоты уровня смачивающей жидкости в капилляре

Разъяснение: Высота уровня смачивающей жидкости в капилляре зависит от нескольких факторов, включая диаметр капилляра (d), гравитационную постоянную (g), поверхностное натяжение жидкости (σ), плотность жидкости (ρ) и угол смачивания (θ). Формула, которая определяет высоту в данном случае, называется формулой Кэпилляри.

$$ h = \frac{{2σ\cdot cos(θ)}}{{ρ g d}} $$

где:
h - высота уровня смачивания в капилляре
σ - поверхностное натяжение жидкости
θ - угол смачивания
ρ - плотность жидкости
g - гравитационная постоянная
d - диаметр капилляра

Пример использования: Допустим, у нас есть капилляр с диаметром 0.5 мм, жидкость с поверхностным натяжением 0.07 Н/м, угол смачивания 30°, плотность жидкости 1000 кг/м^3 и гравитационная постоянная 9.8 м/с^2. Чтобы найти высоту уровня смачивающей жидкости в капилляре, мы можем использовать формулу Кэпилляри:

$$ h = \frac{{2\cdot0.07 \cdot cos(30°)}}{{1000 \cdot 9.8 \cdot 0.5 \times 10^{-3}}} $$

Подставив значения и произведя вычисления, получим:

$$ h ≈ 4.0 \, \text{cm} $$

Совет: Чтобы лучше понять данную формулу, полезно вспомнить понятие угла смачивания и как он влияет на остальные параметры. Также, угол смачивания может быть разным в зависимости от вида смачиваемого материала. Практические эксперименты с различными диаметрами и жидкостями, а также измерение высоты уровня смачивания, помогут лучше понять влияние этих параметров на результат.

Практика: Пусть имеется капилляр диаметром 1.2 мм, с жидкостью, у которой угол смачивания равен 45°. Поверхностное натяжение для этой жидкости составляет 0.05 Н/м, плотность жидкости - 800 кг/м^3, а гравитационная постоянная - 9.8 м/с^2. Определите высоту уровня смачивания в капилляре.