Який діаметр капілярної трубки, якщо через неї піднялося 13,7 мг води? Поверхневе натягання води становить 7,28ꞏ10–2

  • 56
Який діаметр капілярної трубки, якщо через неї піднялося 13,7 мг води? Поверхневе натягання води становить 7,28ꞏ10–2.
Иванович
58
Чтобы решить эту задачу, нам понадобятся формулы, связанные с поверхностным натяжением и капиллярностью. Также нам потребуется привести все значения к соответствующим единицам измерения.

Первым шагом будет использование формулы, связывающей массу поднятой воды с диаметром капиллярной трубки. Формула для этого выглядит следующим образом:

\[ m = \frac{{\pi \cdot r^2 \cdot h}}{g} \]

где \( m \) - масса поднятой воды,
\( r \) - радиус капиллярной трубки,
\( h \) - высота поднятия воды,
\( g \) - ускорение свободного падения.

Мы хотим найти диаметр капиллярной трубки, поэтому нам также понадобится формула, связывающая радиус и диаметр: \( d = 2r \).

Для дальнейших расчетов нам необходимо знать значение ускорения свободного падения, которое составляет примерно \( 9,8 \, \text{м/с}^2 \).

Теперь подставим известные значения в формулу для массы поднятой воды:

\[ 13,7 \, \text{мг} = \frac{{\pi \cdot r^2 \cdot h}}{9,8} \]

Для удобства, приведем массу поднятой воды к килограммам:

\[ 13,7 \, \text{мг} = 13,7 \times 10^{-6} \, \text{кг} \]

Теперь мы можем решить это уравнение относительно радиуса капиллярной трубки \( r \). Умножим обе части уравнения на \( 9,8 \) и разделим на \( \pi \):

\[ r^2 \cdot h = \frac{{13,7 \times 10^{-6} \cdot 9,8}}{{\pi}} \]

Теперь найдем корень из обеих сторон уравнения:

\[ r = \sqrt{\frac{{13,7 \times 10^{-6} \cdot 9,8}}{{\pi \cdot h}}} \]

Чтобы найти диаметр капиллярной трубки, умножим радиус на 2:

\[ d = 2r = 2 \cdot \sqrt{\frac{{13,7 \times 10^{-6} \cdot 9,8}}{{\pi \cdot h}}} \]

Теперь мы можем подставить известное значение поверхностного натяжения воды \( 7,28 \times 10^{-2} \) вместе с высотой поднятия воды \( h \) в данное уравнение и рассчитать диаметр капиллярной трубки. Не забывайте использовать правильные единицы измерения!