Швидко потрібно Вам визначити діаметр капіляра, якщо ртуть опустилась по ньому на 1 см. Коефіцієнт поверхневого натягу

Тема: Визначення діаметра капіляра за допомогою густина та коефіцієнта поверхневого натягу

Пояснення: Для визначення діаметра капіляра за допомогою густина та коефіцієнта поверхневого натягу, нам необхідно застосувати наступну формулу:

д = 2 * (F / (к * h))

де:
- д - діаметр капіляра;
- F - вага ртуті, що опустилась по капіляру;
- к - коефіцієнт поверхневого натягу ртуті;
- h - висота, на яку опустилась ртуть по капіляру.

У нашому випадку, вага ртуті, що опустилась по капіляру, дорівнює масі ртуті, яка займає об"єм, рівний площі поперечного перерізу капіляру на висоту 1 см. Тобто:

F = S * h * г = (π * r^2) * h * г,

де:
- S - площа поперечного перерізу капіляру;
- r - радіус капіляру;
- г - густина ртуті.

Зіставляючи обидві формули, отримуємо:

д = 2 * (π * r^2 * h * г) / (к * h).

З рівняння видно, що висота (h) зрізується, тому можемо спростити:

д = 2 * (π * r^2 * г) / к.

За вказаними умовами, густина ртуті (г) дорівнює 13600 кг/м^3, а коефіцієнт поверхневого натягу (к) становить 510 мН/м. Отже, підставляючи ці значення в формулу, отримуємо:

д = 2 * (π * r^2 * 13600) / 510.

Отриманий результат буде виражений в одиницях довжини.

Приклад використання: Знайти діаметр капіляра, якщо ртуть опустилась по ньому на 1 см, при коефіцієнті поверхневого натягу ртуті 510 мН/м та густині ртуті 13600 кг/м3.

Рекомендації: Для кращого розуміння та вирішення таких завдань, рекомендується добре знайомитись з базовими поняттями фізики, зводити задачу до відповідної формули та правильно підставляти значення в неї.

Вправа: Задайте значення радіусу капіляра і обчисліть діаметр капіляра за умови, що ртуть опустилась по ньому на 2 см і відомі коефіцієнт поверхневого натягу ртуті (550 мН/м) та густина ртуті (13500 кг/м3).

Предмет вопроса: Капілярні явища

Пояснення: Для визначення діаметра капіляра за допомогою ртуті та виведення необхідної формули, спочатку розглянемо капілярне явище. Капілярне явище виникає через поверхневе натягу рідини, яке створює силу, що витягує рідину вгору у тонкому капілярі проти сили тяжіння.

У нашому випадку, якщо ртуть опустилась по капіляру на 1 см, можемо використати формулу для капілярного підйому:

h = (2T) / (ρg * r)

де h - висота підйому рідини, T - коефіцієнт поверхневого натягу, ρ - густина ртуті, g - прискорення вільного падіння, r - радіус капіляру (діаметр помножений на 0.5).

Ми знаємо, що h = 1 см = 0,01 м, T = 510 мН/м, ρ = 13600 кг/м³ і g = 9,8 м/с².

Підставимо ці значення в формулу:

0,01 = (2 * 510) / (13600 * 9,8 * r)

Зітримаємо діаметр капіляра:

r = (2 * 510) / (13600 * 9,8 * 0,01)

Обчисливши це вираз, знайдемо діаметр капіляра.

Приклад використання: Визначте діаметр капіляра, якщо ртуть опустилась по ньому на 1 см.

Порада: При виконанні подібних завдань рекомендується уважно аналізувати вихідні дані та подані формули. Зверніть увагу на одиниці виміру і переконайтеся, що всі величини мають однакові одиниці.

Вправа: Швидко потрібно визначити діаметр капіляра, якщо ртуть опустилась по ньому на 2 см. Коефіцієнт поверхневого натягу ртуті складає 480 мН/м, а густина ртуті - 13900 кг/м³. Які будуть ваші кроки для вирішення цієї задачі?