Физика Сосуд с жидкостью В сосуд с жидкостью опущена капиллярная трубка с внутренним диаметром 3 мм. Найти поверхностное натяжение жидкости, если вес жидкости в капилляре равен 0,2 . Смачивание считать полным.

Предыдущий
вопрос Следующий
вопрос

Для решения данной задачи воспользуемся формулой для определения поверхностного натяжения жидкости:

[ F = 2\pi r\sigma ]

где ( F ) - сила поверхностного натяжения, ( r ) - радиус капиллярной трубки, ( \sigma ) - поверхностное натяжение жидкости.

Дано, что вес жидкости в капилляре равен 0,2 Н. Вес жидкости равен разности объема жидкости в капилляре и уровня жидкости в сосуде умноженной на удельный вес жидкости:

[ mg = \pi r^2 h \rho g ]

где ( m ) - масса жидкости, ( g ) - ускорение свободного падения, ( h ) - высота столба жидкости в капилляре, ( \rho ) - плотность жидкости.

Из уравнения связи между силой поверхностного натяжения и весом жидкости в капилляре можем получить:

[ 2\pi r \sigma = \pi r^2 h \rho g ]

[ 2\sigma = r h \rho g ]

Дано, что внутренний диаметр капиллярной трубки равен 3 мм, следовательно радиус равен 1,5 мм или 0,0015 м.

Мы также знаем неизвестное поверхностное натяжение и плотность жидкости. По условию смачивание считается полным, следовательно ( \theta = 0 ), где ( \theta ) - угол смачивания.

Мы имеем 2 уравнения с 2 неизвестными, можем их решить и найти поверхностное натяжение жидкости.