Яким є значення поверхневого натягу спирту, враховуючи те, що під час вимірювання спирт піднявся у капілярній трубці

Яким є значення поверхневого натягу спирту, враховуючи те, що під час вимірювання спирт піднявся у капілярній трубці діаметром 0,15 мм на висоту 7,6 см? Відомо, що густина спирту дорівнює p = 0,8•10³ кг/м³.
Солнечный_Свет

Солнечный_Свет

Щоб вирішити це завдання, спочатку варто розуміти, що таке поверхневий натяг. Поверхневий натяг - це явище, коли молекули рідини знаходяться на її поверхні і взаємодіють лише з іншими молекулами рідини в межах поверхневого шару.

Для того, щоб спирт піднявся у капілярній трубці, поверхневий натяг мусить зробити роботу проти сили тяжіння. Ця робота може бути обчислена як добуток поверхневого натягу і довжини контуру, який утворює рідина і капіляр.

Довжина контуру може бути знайдена з формули \(L = 2 \pi r\), де \(r\) - радіус капілярної трубки. В нашому випадку, діаметр трубки дорівнює 0,15 мм, тому радіус можна виразити як \(r = \frac{0,15}{2} = 0,075\) мм або \(0,075 \times 10^{-3}\) м.

Тепер, знаючи радіус, ми можемо обчислити довжину контуру: \(L = 2 \pi \times 0,075 \times 10^{-3}\) м.

Поверхневий натяг може бути обчислений за формулою \(T = \frac{W}{L}\), де \(W\) - робота, яку здійснює поверхневий натяг.

Робота може бути обчислена як різниця потенціальної енергії спирту до підняття у капілярній трубці і після.

Перше, варто знайти потенціальну енергію спирту до підняття у капілярній трубці. Потенціальна енергія може бути обчислена за формулою \(U = mgh\), де \(m\) - маса спирту, \(g\) - прискорення вільного падіння і \(h\) - висота підняття.

Маса спирту може бути обчислена за формулою \(m = \rho V\), де \(\rho\) - густина спирту, а \(V\) - об"єм спирту.

Об"єм спирту можна знайти, відтак: \(V = \pi r^2 h\), де \(r\) - радіус трубки і \(h\) - висота підняття.

Отже, ми маємо \(V = \pi \times (0,075 \times 10^{-3})^2 \times 7,6 \times 10^{-2}\) м³.

Тепер, знаючи об"єм, ми можемо обчислити масу спирту: \(m = 0,8 \times 10^3 \times \pi \times (0,075 \times 10^{-3})^2 \times 7,6 \times 10^{-2}\) кг.

Прискорення вільного падіння можна прийняти за \(g = 9,8\) м/с².

Тепер, знаючи масу спирту, висоту підняття і прискорення вільного падіння, ми можемо обчислити потенціальну енергію спирту до підняття: \(U = (0,8 \times 10^3) \times 9,8 \times 7,6 \times 10^{-2}\) Дж.

На даному етапі ми маємо потенціальну енергію спирту після підняття у капілярній трубці рівну нулю, так як вона залишається на певній висоті. Тому ми можемо сказати, що робота дорівнює потенціальній енергії до підняття: \(W = (0,8 \times 10^3) \times 9,8 \times 7,6 \times 10^{-2}\) Дж.

Знаючи роботу та довжину контуру, ми можемо обчислити поверхневий натяг:

\[T = \frac{(0,8 \times 10^3) \times 9,8 \times 7,6 \times 10^{-2}}{2 \pi \times 0,075 \times 10^{-3}} \, \text{Н/м}\]

Отже, значення поверхневого натягу спирту в даній задачі становить:

\[T \approx 0,101 \, \text{Н/м}\]

Дана відповідь була обчислена з урахуванням усіх вихідних даних та застосуванням наукових формул. Надіюся, що вона вам зрозуміла! Можете задати будь-які інші питання щодо розв"язання цієї задачі.
Знаешь ответ?
Задать вопрос
Привет!
hello