Дано:
- Диаметр отверстия пипетки: d = 1.2 мм = 1.2 × 10^(-3) м
- Масса 40 капель жидкости: m = 3 г = 3 × 10^(-3) кг
Найти:
- Коэффициент поверхностного натяжения жидкости (σ)
Решение:
1. Сначала найдем радиус отверстия пипетки:
r = d / 2 = (1.2 × 10^(-3)) / 2 = 0.6 × 10^(-3) м
2. Найдем объем одной капли жидкости. Масса 40 капель:
m капель = 3 × 10^(-3) кг
Масса одной капли:
m капли = (3 × 10^(-3)) / 40 = 7.5 × 10^(-5) кг
3. Теперь найдем объем одной капли, используя плотность воды (ρ = 1000 кг/м³):
V капли = m капли / ρ = (7.5 × 10^(-5)) / 1000 = 7.5 × 10^(-8) м³
4. Объем капли можно также выразить через радиус как объем сферы:
V капли = (4/3)πr³
5. Уравняем два выражения для объема:
(4/3)πr³ = V капли
6. Найдем r из уравнения:
r³ = (3 / (4π)) * V капли
r³ = (3 / (4π)) * (7.5 × 10^(-8))
7. Теперь подставим значение и найдем r:
r = ((3 / (4π)) * (7.5 × 10^(-8)))^(1/3)
8. Теперь найдем коэффициент поверхностного натяжения σ, используя формулу:
σ = (m * g) / (n * d), где n = 40 капель и g = 9.81 м/с².
9. Подставим значения:
σ = (3 × 10^(-3) * 9.81) / (40 * 1.2 × 10^(-3))
10. Вычислим коэффициент:
σ = (0.02943) / (0.048) ≈ 0.6138 Н/м
Ответ:
Коэффициент поверхностного натяжения жидкости составляет примерно 0.6138 Н/м.