Яким чином буде змінюватись рівень води в капілярній трубці, коли температура води підвищується?

Тема: Влияние температуры на уровень воды в капиллярной трубке

Пояснение: Капиллярная трубка - это тонкая полая трубка, в которой вода поднимается или опускается в зависимости от различных факторов, таких как температура. Уровень воды в капиллярной трубке зависит от баланса между когезией (силы притяжения между молекулами воды) и адгезией (силы притяжения между молекулами воды и стенками трубки).

При повышении температуры воды происходит увеличение средней кинетической энергии молекул воды. Это приводит к увеличению ее скорости и снижению силы когезии между молекулами. Как результат, уровень воды в капиллярной трубке будет снижаться.

Уровень воды может изменяться по закону Юлена, который устанавливает зависимость между высотой подъема воды (h) и радиусом капиллярной трубки (r) по формуле:
h = (2 * T * cosθ) / (ρ * g * r)

Где:
T - поверхностное натяжение воды
θ - угол смачивания поверхности трюбки водой
ρ - плотность воды
g - ускорение свободного падения

Дополнительный материал:
Пусть у нас есть капиллярная трубка с радиусом 0.1 мм, поверхностным натяжением воды 0.07 Н/м, углом смачивания поверхности трюбки водой 30 градусов, плотностью воды 1000 кг/м³ и ускорением свободного падения 9.8 м/с². Как изменится уровень воды в этой трубке при повышении температуры на 10 градусов Цельсия?

Совет: Чтобы лучше понять влияние температуры на уровень воды в капиллярной трубке, можно провести эксперимент, подогревая или охлаждая трубку с водой при определенных температурах и фиксируя уровень воды.

Задание: С использованием формулы Юлена посчитайте, на сколько именно см изменится уровень воды в капиллярной трубке при повышении температуры воды на 20 градусов Цельсия. Параметры: радиус капиллярной трубки - 0.5 мм, поверхностное натяжение воды - 0.06 Н/м, угол смачивания поверхности трюбки водой - 45 градусов, плотность воды - 998 кг/м³, ускорение свободного падения - 9.81 м/с².