Який розмір діаметру капіляра, якщо при температурі 20°С вода у ньому зміщується угору?

Содержание вопроса: Взаимодействие воды и капилляра и определение диаметра капилляра.

Разъяснение: Капиллярное взаимодействие происходит, когда жидкость поднимается или опускается в узкой трубке (капилляре), вследствие поверхностного натяжения и сил адгезии (притяжения между различными веществами). Зависимость высоты подъема или опускания жидкости от диаметра капилляра описывается формулой Капилляри-Пуассона:

h = (2 * γ * cosθ) / (ρ * g * r)

где h - высота подъема или опускания жидкости, γ - поверхностное натяжение жидкости, θ - угол смачивания поверхности капилляра, ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения, r - радиус капилляра.

В данной задаче нам известна высота подъема воды в капилляре при температуре 20°С. Мы можем использовать эту информацию, чтобы определить радиус капилляра.

Например: Пусть высота подъема воды в капилляре составляет 5 см при температуре 20°С. Известные значения для воды: γ = 0,0728 Н/м, θ = 0°, ρ = 1000 кг/м³, g = 9,81 м/с².
Подставляем значения в формулу и находим r:

5 = (2 * 0,0728 * 1) / (1000 * 9,81 * r)

решая уравнение относительно r, получаем:

r = (2 * 0,0728 * 1) / (1000 * 9,81 * 5) ≈ 7,37 * 10^(-6) м = 7,37 мкм

Таким образом, диаметр капилляра составляет примерно 14,74 мкм.

Совет: Чтобы лучше понять тему, изучайте связанные с ней понятия, такие как поверхностное натяжение и адгезия. Обратите внимание, что угол смачивания в данной задаче равен 0°, что означает, что вода полностью смачивает поверхность капилляра.

Задание: Если при температуре 25°С вода поднимается на высоту 7 см, используя данные для воды из примера выше, определите диаметр капилляра.