Каково значение поверхностного натяжения спирта, полученное в результате опыта, если для измерения была использована

Каково значение поверхностного натяжения спирта, полученное в результате опыта, если для измерения была использована капиллярная трубка с каналом диаметром 0.15 мм, и спирт поднялся в ней на высоту 7,6 см при температуре 293 к​?
Медвежонок_8661

Медвежонок_8661

Получение значения поверхностного натяжения спирта в результате опыта можно выполнить, используя формулу равновесия капиллярного подъема. По этой формуле, разность давлений внутри капилляра и наружу равна произведению поверхностного натяжения на разность избирательных углов между спиртом и стенками капилляра. Формулу можно записать следующим образом:

\[ \Delta P= 2 \cdot T \cdot \cos\theta/R \]

Где:
\(\Delta P\) - разность давлений,
\( T \) - поверхностное натяжение,
\( \theta \) - избирательный угол,
\( R \) - радиус канала капилляра.

Для решения задачи нужно найти значение поверхностного натяжения. Зная, что радиус канала капилляра составляет половину от его диаметра, то есть \( R = 0.15/2 = 0.075 \) мм.

Также известно, что спирт поднялся на высоту 7,6 см в капилляре.

Приступим к расчету значения поверхностного натяжения спирта:

\[ \Delta P = \rho \cdot g \cdot h \]

Где:
\( \rho \) - плотность спирта,
\( g \) - ускорение свободного падения,
\( h \) - высота подъема спирта.

В данной ситуации плотность спирта не является искомой величиной, и поэтому мы ее опустим. Ускорение свободного падения можно приближенно принять равным 9,8 м/с².

Теперь мы можем выразить разность давлений:

\[ \Delta P = 9.8 \cdot 0.076 \]

Так как значение разности давлений и поверхностного натяжения выражены в одних и тех же единицах (Н/м² или Па), они равны:

\[ 2 \cdot T \cdot \cos\theta/R = 9.8 \cdot 0.076 \]

Теперь найдем косинус избирательного угла. Примем, например, что избирательный угол для спирта составляет 20 градусов. Выражаем его в радианах:

\[ \cos\theta = \cos(20°) = \cos\left(\frac{\pi}{9}\right) \]

Подставляем значения в формулу:

\[ 2 \cdot T \cdot \cos\left(\frac{\pi}{9}\right)/0.075 = 9.8 \cdot 0.076 \]

Из этого уравнения можно выразить значение поверхностного натяжения \( T \):

\[ T = \frac{9.8 \cdot 0.076 \cdot 0.075}{2 \cdot \cos\left(\frac{\pi}{9}\right)} \]

Подставляем значения:

\[ T \approx 0.404\, \text{Н/м} \]

Таким образом, значение поверхностного натяжения спирта, полученное в результате опыта, составляет приблизительно 0.404 Н/м.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello