Яким буде поверхневий натяг рідини, яка має густиною 800кг/м3 і піднімається в капілярі з радіусом 0.15мм на висоту

Тема занятия: Поверхневое натяжение жидкости

Описание: Поверхностное натяжение - это явление, которое происходит на границе раздела между жидкостью и газом. Оно обусловлено силами межмолекулярного притяжения внутри жидкости. В общем случае, поверхностное натяжение определяется формулой:
\[ P = \Delta P \cdot r \]
где \( P \) - поверхностное натяжение, \( \Delta P \) - разность давлений по обе стороны поверхности, \( r \) - радиус кривизны поверхности.

В данной задаче мы имеем радиус капилляра \( r = 0.15 \) мм, высоту подъема в капилляре \( h = 6 \) см, плотность жидкости \( \rho = 800 \) кг/м³ и ускорение свободного падения \( g = 10 \) м/с².

Чтобы определить поверхностное натяжение, воспользуемся формулой для высоты подъема в капилляре:
\[ h = \dfrac{{2P}}{{\rho g r}} \]

Из этой формулы можно выразить поверхностное натяжение:
\[ P = \dfrac{{\rho g r h}}{2} \]

Подставив известные значения, получим:
\[ P = \dfrac{{800 \cdot 10 \cdot 0.15 \cdot 0.06}}{2} \]

Производя вычисления, получаем:
\[ P = 3 \, \text{Н/м} \]

Пример: Какое поверхностное натяжение у жидкости, если она имеет плотность 800 кг/м³, поднимается в капилляре с радиусом 0.15 мм на высоту 6 см? Пусть ускорение свободного падения равно 10 м/с² и жидкость полностью мокрит поверхность.

Совет: Чтобы лучше понять концепцию поверхностного натяжения, рекомендуется провести эксперимент самостоятельно. Например, можно взять пробку и опустить ее на поверхность воды. Капля жидкости, образовавшаяся на поверхности пробки, будет иметь форму шара. Это связано с тем, что капля стремится принять минимальную площадь поверхности, чтобы уменьшить потери энергии из-за поверхностного натяжения.

Ещё задача: Какое поверхностное натяжение будет у жидкости, если она имеет плотность 1200 кг/м³, поднимается в капилляре с радиусом 0.2 мм на высоту 8 см? Ускорение свободного падения равно 9.8 м/с², а жидкость полностью мокрит поверхность.