Яким способом можна визначити внутрішній радіус капілярної трубки, якщо вода піднялася в ній на 3 см і повністю

Тема вопроса: Внутрішній радіус капілярної трубки

Пояснення: Для визначення внутрішнього радіуса капілярної трубки, ми можемо скористатися явищем капілярності. Капілярні трубки вбирають рідину (у цьому випадку - воду) на основі комбінації когезії (сила притягання між молекулами рідини) та адгезії (сила притягання між молекулами рідини та речовини стінки трубки).

Встановлюючи, що вода піднялася на 3 см, це означає, що відстань між поверхнею рідини у трубці і базовим рівнем води становить 3 см. Знаючи цю висоту і використовуючи формулу капілярності:

\[h = \frac{{2T\cdot L}}{{ρ\cdot g\cdot r}}\]

де h - висота підняття рідини, T - поверхневий натяг рідини, L - довжина капілярної трубки, ρ - густина рідини, g - прискорення вільного падіння, r - внутрішній радіус трубки.

Ми можемо вирішити цю формулу для r:

\[r = \frac{{2T\cdot L}}{{ρ\cdot g\cdot h}}\]

Таким чином, для визначення внутрішнього радіуса капілярної трубки, нам потрібно знати поверхневий натяг рідини (T), довжину трубки (L), густина рідини (ρ), прискорення вільного падіння (g) та висоту підняття рідини (h).

Приклад використання: Нехай поверхній натяг рідини (T) дорівнює 0.072 Н/м, довжина трубки (L) дорівнює 0.1 м, густина води (ρ) дорівнює 1000 кг/м³, прискорення вільного падіння (g) дорівнює 9.8 м/с², а висота підняття рідини (h) дорівнює 3 см = 0.03 м. Використовуючи формулу, ми отримаємо:

\[r = \frac{{2 \cdot 0.072 \cdot 0.1}}{{1000 \cdot 9.8 \cdot 0.03}}\]

\[r \approx 0.00037 \, \text{м} \, \text{або} \, \text{0.37 мм}\]

Таким чином, внутрішній радіус капілярної трубки становить приблизно 0.00037 метрів або 0.37 міліметра.

Рекомендації: Для легшого розуміння теми пов"язаної з капілярністю, рекомендується вивчити базові поняття та закони поверхневого натягу та взаємодії рідин з поверхнею інших матеріалів. Також, бажано ознайомитися зі значеннями фізичних величин, таких як густина рідини та прискорення вільного падіння.

Вправа: Вода впіднімається в вертикальній капілярній трубці на висоту 5см. Довжина трубки становить 20см. Густина рідини рівна 1000кг/м³, прискорення вільного падіння 9.8м/с². Визначте внутрішній радіус капілярної трубки.