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:
$$P=\mathrm{\Delta }P\cdot r$$
где $P$ - поверхностное натяжение, $\mathrm{\Delta }P$ - 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:
$$h={\displaystyle \frac{2P}{\rho gr}}$$

Из этой формулы можно выразить поверхностное натяжение:
$$P={\displaystyle \frac{\rho grh}{2}}$$

Подставив известные значения, получим:
$$P={\displaystyle \frac{800\cdot 10\cdot 0.15\cdot 0.06}{2}}$$

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.