Курс общей физики. Миловидова С.Д - 22 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

22
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.6.
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
металлической трубки подсоединен
широкий полый металлический цилиндр
9, который опускается в стакан с водой
4. Изменяя высоту положения столика 6,
на котором стоит стакан 4, можно
изменять давление в данной системе. Положение столика 7, на котором
стоит стаканчик 2, также можно менять с помощью винта 8.
Если в стаканчик 2 с исследуемой жидкостью опустить капилляр, то
в случае смачивания жидкости его стенок , жидкость поднимется в
капилляре на некоторую высоту h. (В данной работе исследуются только
смачивающие стекло жидкости: вода и спирт.)
Явление поднятия жидкости, смачивающей стенки в капилляре,
обусловлено возникновением разности давлений (
12
pp
−
) по разные
стороны кривой поверхности жидкости (см . рис.5а). Эта разность давлений
для случая сферической поверхности жидкости в капилляре определяется
формулой (6):
.
2
12
R
pp
α
=−
(7)
1
2
7 8
3 9
4
6
5
Рис.6
                                           22
        Е сли же силы вз     а имодей ствия между          молеку ла ми       жидкости
меньш е, чем между молеку ла ми жидкости и твердого тела , то жидкость
сма чива етэто твердое тело.
        Вз  а имодей ствие молеку л жидкости с молеку ла ми твердого тела
ведетк искривлению поверх ности жидкости вблиз               и стенок сосу да . В у зких
сосу да х (ка пилляра х ) влияние стенок ра спростра няется на всю
поверх ность жидкости и она искривлена на всем своем протяжении.
Т а кого рода из        огну ты е поверх ности носят на з           ва ние менисков.
И скривление поверх ности жидкости приводит, как бы ло пока з              а но вы ш е, к
появлению дополнительного давления. Н епосредственны м                      следствием
этого дополнительного да вления является ка пиллярны й подъем (или
опу ска ние) жидкости.
        Е сли жидкость сма чива ет стенки ка пилляра , то ее поверх ность
вну три ка пилляра бу детвогну той , если не сма чива ет- вы пу клой .
        И скривление поверх ности ведет к появлению дополнительного
да вления, и жидкость в первом слу чае ( ∆p < 0 ) бу дет поднима ться по
ка пилляру , во втором ( ∆p > 0 ) - опу скаться.
                Описа ние уста новки и вы водра счетной формулы
        И спольз  у емы й вда нной ра боте прибориз      обра женна рис.6.
                                          О н состоит изш ирокой мета ллической
                                 5
                                         тру бки 3, один конец которой
      1       3            9             присоединенк спиртовому ма нометру 5.
                           4             В дру гой ее конец с помощ ью рез       иновой
          2                              пробки вста вляется ка пилляр 1, которы й
                                         опу ска ется в стеклянны й стака нчик 2 с
                                         исследу емой жидкостью . К середине
                                         мета ллической        тру бки подсоединен
   7          8                          ш  ирок ий п ол ы й мет а ллический цилиндр
                         6
                                         9, которы й опу ска ется в ста ка н с водой
                                         4. И зменяя вы соту положения столика 6,
                   Рис.6
                                         на котором стоит ста ка н 4, можно
из менять да вление в да нной системе. П оложение столика 7, на котором
стоитстака нчик 2, также можно менять с помощ ью винта 8.
        Е сли в ста ка нчик 2 с исследу емой жидкостью опу стить ка пилляр, то
в слу ча е сма чива ния жидкости его стенок, жидкость поднимется в
ка пилляре на некотору ю вы соту h. (В да нной ра боте исследу ю тся только
сма чива ю щ ие стекло жидкости: вода и спирт.)
        Я вление поднятия жидкости, сма чиваю щ ей стенки в ка пилляре,
обу словлено воз      никновением ра з     ности да влений ( p 2 − p1 ) по ра з     ны е
стороны кривой поверх ности жидкости (см. рис.5а ). Э та ра з           ность да влений
для слу ча я сф ерической поверх ности жидкости в ка пилляре определяется
                                                          2α
ф орму лой (6):                                p2 − p1 =     .                       (7)
                                                           R

Страницы