Поверхностное натяжение
4/10Определите коэффициент поверхностного натяжения жидкости (плотность жидкости \(\rho = 1082\) кг/м\(^3\)).
Оборудование: капилляр, ёмкость с жидкостью, шприц, миллиметровая бумага.
▶Показать разборСкрыть разбор
Ответ\(\sigma = \dfrac{\rho gh}{2}\sqrt{\dfrac{V}{\pi H}}\).
РешениеНайдём радиус \(r\) капилляра. Для этого набираем в шприц определённый объём \(V\) жидкости, часть которой с помощью иглы переливаем в капилляр, и измерим миллиметровой бумагой высоту \(h\) столба жидкости. Освобождаем капилляр от воды и вновь заполняем его жидкостью из шприца. Так повторяем до тех пор, пока в шприце не закончится вся вода. Зная объём воды в шприце и просуммировав высоту столба воды в капилляре для каждого измерения (допустим, получилась высота \(H\)), можно по формуле \[r = \sqrt{\dfrac{V}{\pi H}}\] найти радиус капилляра.
Опустим капилляр в ёмкость с жидкостью. За счёт сил поверхностного натяжения вода поднимется в капилляре на некоторую высоту \(h\). Этот подъём воды можно связать с избыточным давлением \[p = \dfrac{2\sigma}{r} = \rho gh.\tag{1}\] Из (1) получим выражение для определения коэффициента поверхностного натяжения \[\sigma = \dfrac{\rho gh}{2}\sqrt{\dfrac{V}{\pi H}}.\]
Похожие задачи
- Пластины в несмачивающей жидкости «Бельчонок» 2024/25, 10 кл.
- Подъём жидкости у стенки МОШ 1993/94, 11 кл.
- Капиллярная трубка на весах Ведомственная 2018/19, 9 кл.
- Капля на стекле ВсОШ 2021/22, 9 кл.
- Подъем воды в нагретом капилляре МОШ 1960/1986, 8-11 кл.
- Капилляр IEPhO 2022/23, 8 кл.