Какова максимальная высота столбика, который способен удержать капилляр после извлечения из жидкости, если жидкость

Тема урока: Капиллярное действие и максимальная высота столбика

Объяснение: Капилляр — это тонкая трубка или пористое вещество, которое позволяет жидкости подниматься выше уровня своего собственного уровня в сосуде. Капиллярное действие обусловлено силой поверхностного натяжения и давлением пара в капилляре против силы тяжести.

Максимальная высота столбика, который способен удержать капилляр после извлечения из жидкости, можно определить с помощью формулы:

h = 2T / ρgR,

где:
h - максимальная высота столбика,
T - сила поверхностного натяжения,
ρ - плотность жидкости,
g - ускорение свободного падения,
R - радиус капилляра.

В данной задаче нам известна высота, на которую жидкость поднялась - 3 см. Для определения максимальной высоты столбика необходимо знать значения силы поверхностного натяжения, плотности жидкости и радиуса капилляра.

Демонстрация:
Допустим, мы знаем, что сила поверхностного натяжения T = 0,072 Н/м, плотность жидкости ρ = 1000 кг/м³ и радиус капилляра R = 0,1 мм.

Подставим известные значения в формулу и решим:

h = (2 * 0,072) / (1000 * 9,8 * 0,0001) = 0,147 м = 14,7 см.

Таким образом, максимальная высота столбика, способного удержать капилляр после извлечения из жидкости, составляет 14,7 см.

Совет: Для лучшего понимания капиллярного действия и его связи с силой поверхностного натяжения рекомендуется проводить практические опыты с использованием различных жидкостей и капиллярных материалов. Это позволит школьнику наглядно увидеть, как влияют параметры на максимальную высоту подъема столбика.

Проверочное упражнение: Рассчитайте максимальную высоту столбика для капилляра с радиусом 0,2 мм, если известно, что сила поверхностного натяжения составляет 0,05 Н/м, а плотность жидкости равна 800 кг/м³.

Предмет вопроса: Капиллярное действие

Инструкция: Капиллярное действие — это явление, при котором жидкость поднимается в узкой трубке (капилляре) выше или опускается ниже уровня жидкости в сосуде. Величина, на которую жидкость поднимается или опускается в капилляре, называется повышением или понижением капиллярном. Существует формула, позволяющая найти максимальную высоту столбика, который способен удержать капилляр.

Для нахождения максимальной высоты капилляра используется формула: $$h=\frac{2T}{\rho g r}$$
где:
$h$ - максимальная высота капилляра,
$T$ - поверхностное натяжение жидкости,
$\rho$ - плотность жидкости,
$g$ - ускорение свободного падения,
$r$ - радиус капилляра.

Дополнительный материал: Допустим, поверхностное натяжение жидкости составляет 70 Н/м, плотность жидкости - 1000 кг/м^3, ускорение свободного падения - 9,8 м/с^2, а радиус капилляра - 0,1 мм. Тогда максимальная высота капилляра равна:
$$h=\frac{2 \cdot 70 ~Н/м}{1000 ~кг/м^3 \cdot 9,8 ~м/с^2 \cdot 0,1 ~мм}$$

Совет: Для лучшего понимания темы капиллярного действия можно провести эксперимент, используя различные жидкости и трубки разного диаметра. Также полезно изучить примеры и задачи на данную тему.

Задача на проверку: Поверхностное натяжение жидкости составляет 50 Н/м, плотность жидкости - 800 кг/м^3, ускорение свободного падения - 9,8 м/с^2, а радиус капилляра - 0,05 мм. Какова максимальная высота капилляра в данном случае?