Методические указания для практических занятий по общей и экспериментальной физике. Часть вторая. МКТ и термодинамика. Филимонова Л.В. - 84 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ЕГУ им. Бунина | Елец

Составители: 

Рубрика: 

- 84 -
ρ
=13,6 г/см
3
, а ее поверхностное натяжение
σ
=0,5 Н/м, Определите радиус
кривизны
R ртутного мениска в капилляре. [2,03 мм] (4, с. 108)
Указания по решению. Избыточное давление, вы-
званное кривизной мениска
R, образованного по при-
чине не смачивания ртутью стенок капилляра, равно
R
p
σ
2
=Δ .
Т.к. ртуть – не смачивающая жидкость, то она
в капилляре опускается на такую высоту (рис. 34),
при которой гидростатическое давление
gh
ρ
уравновешивается давлением
Лапласа, т.е.
R
gh
σ
ρ
2
= .
Отсюда легко найти искомую величину. Произведите вычисления само-
стоятельно и сравните ответ. Продумайте: какой столб жидкости создает
указанное выше давление
gh
ρ
?
Задача №6.12.
Капилляр радиуса R опускают в смачивающую жидкость с
поверхностным натяжением
σ
и плотностью
ρ
. Определите высоту, на ко-
торую поднимется жидкость. Определите работу, совершенную силами
поверхностного натяжения, и потенциальную энергию жидкости в капил-
ляре. Почему эти величины не совпадают? [
h=2
σ
/
ρ
gR; A=4
πσ
2
/
ρ
g;
U=2
πσ
2
/
ρ
g. Часть энергии переходит в тепло.] (6, с. 151)
Указания по решению. Высоту, на которую поднимется жидкость в капил-
ляре, можно найти двумя способами: 1) рассматривая равновесие сил, дей-
ствующих на поднятый столбик жидкости в капилляре, 2) рассматривая
уравновешивание давления столба жидкости добавочным давлением Лап-
ласа.
В первом случае имеем 
                                     - 84 -


ρ =13,6 г/см3, а ее поверхностное натяжение σ =0,5 Н/м, Определите радиус
кривизны R ртутного мениска в капилляре. [2,03 мм]     (4, с. 108)
Указания по решению.       Избыточное давление, вы-
званное кривизной мениска R, образованного по при-
чине не смачивания ртутью стенок капилляра, равно
                              2σ
                       Δp =      .
                               R
        Т.к. ртуть – не смачивающая жидкость, то она
в капилляре опускается на такую высоту (рис. 34),
при которой гидростатическое давление ρgh уравновешивается давлением
Лапласа, т.е.

                                      ρgh = 2σ .
                                              R
Отсюда легко найти искомую величину. Произведите вычисления само-
стоятельно и сравните ответ. Продумайте: какой столб жидкости создает
указанное выше давление ρgh ?


Задача №6.12. Капилляр радиуса R опускают в смачивающую жидкость с
поверхностным натяжением σ и плотностью ρ. Определите высоту, на ко-
торую поднимется жидкость. Определите работу, совершенную силами
поверхностного натяжения, и потенциальную энергию жидкости в капил-
ляре. Почему эти величины не совпадают?            [h=2σ/ρgR; A=4πσ2/ρg;
U=2πσ2/ρg. Часть энергии переходит в тепло.] (6, с. 151)
Указания по решению. Высоту, на которую поднимется жидкость в капил-
ляре, можно найти двумя способами: 1) рассматривая равновесие сил, дей-
ствующих на поднятый столбик жидкости в капилляре, 2) рассматривая
уравновешивание давления столба жидкости добавочным давлением Лап-
ласа.
        В первом случае имеем

Страницы