Найдите массу воды, поднявшейся по капиллярной трубке диаметром 0,5 мм. Коэффициент поверхностного натяжения воды 73 мН/м, плотность воды 10 кг/м3.
от

1 Ответ

Дано:
- d = 0.5 мм = 0.0005 м (диаметр капиллярной трубки)
- γ = 73 мН/м = 73 * 10^-3 Н/м (коэффициент поверхностного натяжения воды)
- ρ = 10 кг/м³ (плотность воды)

Найти: массу воды, поднявшейся по капиллярной трубке.

Решение:

Сначала находим радиус капилляра:

r = d / 2 = 0.0005 / 2 = 0.00025 м.

Используем формулу для высоты подъема жидкости в капилляре:

h = (2 * γ) / (ρ * g * r),

где g ≈ 9.81 м/с² (ускорение свободного падения).

Подставим значения в формулу:

h = (2 * (73 * 10^-3)) / (10 * 9.81 * 0.00025).

Теперь выполним вычисления:

h = (146 * 10^-3) / (10 * 9.81 * 0.00025)
= (146 * 10^-3) / (0.024525)
≈ 5.95 м.

Теперь найдем объем воды, поднявшейся по капиллярной трубке. Объем V можно найти по формуле:

V = π * r² * h.

Подставим туда значения:

V = π * (0.00025)² * 5.95
= π * 0.0000000625 * 5.95
≈ 0.000001236 м³.

Теперь найдем массу воды, используя формулу:

m = ρ * V.

Подставим известные значения:

m = 10 * 0.000001236
= 0.00001236 кг
= 12.36 мг.

Ответ:
Масса воды, поднявшейся по капиллярной трубке, составляет примерно 12.36 мг.
от