Який розмір капіляра, якщо при температурі 20 градусів Цельсія вода у ньому піднімається на висоту 3.3 см, а поверхневий натяг становить 72.5 мн/м?
Звезда
Для решения данной задачи мы можем использовать формулу для вычисления высоты подъёма жидкости в капилляре:
\[h = \frac{{2T}}{{r\rho g}}\]
Где:
\(h\) - высота подъёма жидкости в капилляре,
\(T\) - поверхностное натяжение,
\(r\) - радиус капилляра,
\(\rho\) - плотность жидкости,
\(g\) - ускорение свободного падения.
Сначала нам нужно определить радиус капилляра. Для этого воспользуемся формулой для вычисления радиуса капилляра, связывающей радиус капилляра и поверхностное натяжение:
\[T = 2\pi r \gamma\]
Где:
\(\gamma\) - коэффициент поверхностного натяжения.
Из данной задачи мы знаем, что поверхностное натяжение составляет 72.5 мН/м. Подставляя эту информацию в формулу, получаем:
\[72.5 \times 10^{-3} = 2\pi r \times 72.5 \times 10^{-3}\]
Деля обе части уравнения на \(2\pi \times 72.5 \times 10^{-3}\), найдем значение радиуса капилляра:
\[r = \frac{{72.5 \times 10^{-3}}}{{2\pi \times 72.5 \times 10^{-3}}} = \frac{1}{{2\pi}}\approx 0.159\,мм\]
Теперь, когда у нас есть значение радиуса капилляра, мы можем использовать формулу для рассчета высоты подъёма жидкости. Вводим известные значения:
\(T = 72.5 \, \text{мН/м}\),
\(r = 0.159 \, \text{мм}\),
\(\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3\) (плотность воды),
\(g = 9.8 \, \text{м/с}^2\).
Подставляя значения в формулу, получаем:
\[h = \frac{{2 \times (20 + 273)}}{{0.159 \times 10^{-3} \times 1000 \times 9.8}}\]
\[h \approx \frac{{2 \times 293}}{{0.159 \times 10^{-3} \times 1000 \times 9.8}} \approx 3.350 \, \text{см}\]
Таким образом, размер капилляра составляет примерно 3.350 см при заданных условиях.
\[h = \frac{{2T}}{{r\rho g}}\]
Где:
\(h\) - высота подъёма жидкости в капилляре,
\(T\) - поверхностное натяжение,
\(r\) - радиус капилляра,
\(\rho\) - плотность жидкости,
\(g\) - ускорение свободного падения.
Сначала нам нужно определить радиус капилляра. Для этого воспользуемся формулой для вычисления радиуса капилляра, связывающей радиус капилляра и поверхностное натяжение:
\[T = 2\pi r \gamma\]
Где:
\(\gamma\) - коэффициент поверхностного натяжения.
Из данной задачи мы знаем, что поверхностное натяжение составляет 72.5 мН/м. Подставляя эту информацию в формулу, получаем:
\[72.5 \times 10^{-3} = 2\pi r \times 72.5 \times 10^{-3}\]
Деля обе части уравнения на \(2\pi \times 72.5 \times 10^{-3}\), найдем значение радиуса капилляра:
\[r = \frac{{72.5 \times 10^{-3}}}{{2\pi \times 72.5 \times 10^{-3}}} = \frac{1}{{2\pi}}\approx 0.159\,мм\]
Теперь, когда у нас есть значение радиуса капилляра, мы можем использовать формулу для рассчета высоты подъёма жидкости. Вводим известные значения:
\(T = 72.5 \, \text{мН/м}\),
\(r = 0.159 \, \text{мм}\),
\(\rho = 1000 \, \text{кг/м}^3\) (плотность воды),
\(g = 9.8 \, \text{м/с}^2\).
Подставляя значения в формулу, получаем:
\[h = \frac{{2 \times (20 + 273)}}{{0.159 \times 10^{-3} \times 1000 \times 9.8}}\]
\[h \approx \frac{{2 \times 293}}{{0.159 \times 10^{-3} \times 1000 \times 9.8}} \approx 3.350 \, \text{см}\]
Таким образом, размер капилляра составляет примерно 3.350 см при заданных условиях.
Знаешь ответ?