Курс общей физики. Лазарев А.П - 39 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

39
В случае выпуклой поверхности это давление положительно, а в
случае вогнутой - отрицательно (рис.3).
П .Лаплас нашел, что дополнительное
давление
p
∆
, производимое на жидкость
поверхностным слоем произвольной формы, равно:
,
11
21
+=∆
RR
p α
(5)
где R
1
и R
2
радиусы кривизны двух любых взаимно перпендикулярных
нормальных сечений поверхности.
Для сферической поверхности R
1
=R
2
=R и
.
2
R
p
α
=∆
(6)
На форму поверхности жидкости, налитой в сосуд, влияет
взаимодействие молекул жидкости с молекулами твердого тела .
Если силы взаимодействия между молекулами жидкости больше,
чем между молекулами жидкости и твердого тела , то жидкость не
смачивает твердое тело.
Если же силы взаимодействия между молекулами жидкости меньше,
чем между молекулами жидкости и твердого тела , то жидкость смачивает
это твердое тело.
Взаимодействие молекул жидкости с молекулами твердого тела
ведет к искривлению поверхности жидкости вблизи стенок сосуда . В узких
сосудах (капиллярах) влияние стенок распространяется на всю
поверхность жидкости и она искривлена на всем своем протяжении.
Такого рода изогнутые поверхности носят название менисков.
Искривление поверхности жидкости приводит, как было показано выше, к
появлению дополнительного давления. Непосредственным следствием
этого дополнительного давления является капиллярный подъем (или
опускание) жидкости.
Если жидкость смачивает стенки капилляра , то ее поверхность
внутри капилляра будет вогнутой , если не смачивает - выпуклой .
Искривление поверхности ведет к появлению дополнительного
давления, и жидкость в первом случае (
0
<
∆
p
) будет подниматься по
капилляру, во втором (
0
>
∆
p
) - опускаться.
Описание установки и вывод
расчетной формулы
Используемый в данной работе
прибор изображен на рис.4.
Он состоит из широкой металлической
трубки 3, один конец которой
присоединен к спиртовому манометру 5.
В другой ее конец с помощью резиновой
пробки вставляется капилляр 1, который
опускается в стеклянный стаканчик 2 с
исследуемой жидкостью . К середине
Рис.3
1
2
7 8
3 9
4
6
5
Рис.6
                                       39
    В случа е вы пук лой поверхности это да вление положительно, а в
случа е вогнутой - отрица тельно (рис.3).
      П .Л а пла с на ш ел,     что дополнительное
давление ∆p , производим ое на            жидк ость       Рис.3
поверхностны м слоем произвольной ф орм ы , ра вно:
                                1   1 
                        ∆p = α  + ,                              (5)
                                 R1 R2 
где R1 и R2 ра диусы к ривизны двух лю бы х вза им но перпендик улярны х
норм а льны х сечений поверхности.
                                                                2α
      Д лясф ерическ ой поверхности R1=R2=R        и     ∆p =      .         (6)
                                                                 R
         Н а ф орм у поверхности жидк ости, на литой в сосуд, влияет
вза им одействие м олек ул жидк ости с м олек ула м и твердого тела .
         Е сли силы вза им одействия м ежду м олек ула м и жидк ости больш е,
чем м ежду м олек ула м и жидк ости и твердого тела , то жидк ость не
см а чива еттвердое тело.
         Е сли же силы вза им одей ствия м ежду м олек ула м и жидк ости м еньш е,
чем м ежду м олек ула м и жидк ости и твердого тела , то жидк ость см а чива ет
это твердое тело.
         В за им одействие м олек ул жидк ости с м олек ула м и твердого тела
ведетк иск ривлению поверхности жидк ости вблизи стенок сосуда . В узк их
сосуда х (к а пилляра х) влияние стенок ра спростра няется на всю
поверхность жидк ости и она иск ривлена на всем своем протяжении.
Т а к ого рода изогнуты е поверхности носят на зва ние м ениск ов.
И ск ривление поверхности жидк ости приводит, к а к бы ло пок а за но вы ш е, к
появлению дополнительного давления. Н епосредственны м                следствием
этого дополнительного да вления является к а пиллярны й подъ ем (или
опуск а ние) жидк ости.
         Е сли жидк ость см а чива ет стенк и к а пилляра , то ее поверхность
внутри к а пилляра будетвогнутой, если не см а чива ет- вы пук лой.
         И ск ривление поверхности ведет к появлению дополнительного
давления, и жидк ость в первом случа е ( ∆p < 0 ) будет подним а ться по
к а пилляру, во втором ( ∆p > 0 ) - опуск а ться.
                                            Описан иеустан овкиивывод
                              5                   р асчетн ойфор мулы
       1      3           9                  И спользуем ы й в да нной ра боте
                          4           прибор изобра женна рис.4.
           2                           О н состоит из ш ирок ой м ета ллическ ой
                                      трубк и 3, один к онец к оторой
                                      присоединенк спиртовом у м а ном етру 5.
                                      В другой ее к онец с пом ощ ью резиновой
    7         8
                        6             пробк и вста вляется к а пилляр 1, к оторы й
                                      опуск а ется в стек лянны й ста к а нчик 2 с
                                      исследуем ой жидк остью . К середине
                Рис.6

Страницы