Вода в капиллярной трубке поднялась на 28 мм. На сколько миллиметров опустится ртуть в той же трубке? Коэффициент поверхностного натяжения воды 73 мН/м, ртути - 490 мН/м; плотность воды 10^3 кг/м3, плотность ртути 13 600 кг/м3.
от

1 Ответ

Дано:
- h1 = 28 мм = 0.028 м (высота подъема воды)
- γ1 = 73 мН/м = 73 * 10^-3 Н/м (коэффициент поверхностного натяжения воды)
- γ2 = 490 мН/м = 490 * 10^-3 Н/м (коэффициент поверхностного натяжения ртути)
- ρ1 = 10^3 кг/м³ (плотность воды)
- ρ2 = 13600 кг/м³ (плотность ртути)

Найти: на сколько миллиметров опустится ртуть (h2) в той же трубке.

Решение:

Используем формулу для капиллярного поднятия жидкости:

h = (2 * γ) / (ρ * g * r).

Поскольку радиус капилляра и ускорение свободного падения для обеих жидкостей одинаковы, можно записать соотношение между высотой подъема и опусканием:

h1 / h2 = (γ1 / ρ1) / (γ2 / ρ2).

Таким образом, отсюда можем выразить h2:

h2 = h1 * (γ2 / ρ2) / (γ1 / ρ1).

Теперь подставим известные значения:

h2 = 0.028 * ((490 * 10^-3) / (13600)) / ((73 * 10^-3) / (1000)).

Выполним вычисления:

h2 = 0.028 * (490 / 13600) * (1000 / 73).

Сначала найдем значение (490 / 13600):

490 / 13600 ≈ 0.036029.

А затем (1000 / 73):

1000 / 73 ≈ 13.6986.

Теперь подставим это обратно в формулу для h2:

h2 = 0.028 * 0.036029 * 13.6986.

Теперь вычислим:

h2 ≈ 0.028 * 0.493194 ≈ 0.0138 м.

Переведем в миллиметры:

h2 ≈ 0.0138 * 1000 = 13.8 мм.

Ответ:
Ртуть опустится примерно на 13.8 мм в той же трубке.
от