Який поверхневий натяг рідини, якщо на вихідному отворі піпетки діаметром 1,2 мм, може утримуватися крапля масою

Artemovna

51

Для розв"язання цієї задачі нам знадобиться застосувати поняття поверхневого натягу рідини. Поверхневий натяг - це явище, коли молекули рідини знаходяться на поверхні рідини у стані певного напруження, що має тенденцію зменшувати поверхню. Це пояснюється міжмолекулярними силами притягання, які діють на молекули на поверхні рідини.

Для обчислення поверхневого натягу рідини використаємо формулу:

\[P = \frac{F}{L}\]

де \(P\) - поверхневий натяг,
\(F\) - сила, що діє на поверхню рідини і є прямолінійною і обернено пропорційною до довжини \(L\) різриву поверхні.

У нашому випадку, діаметр отвору піпетки складає 1.2 мм. Оскільки це діаметр, можемо знайти радіус, розділивши діаметр на 2:

\[r = \frac{1.2 \, \text{мм}}{2} = 0.6 \, \text{мм} = 0.6 \times 10^{-3} \, \text{м}\]

Тепер можна обчислити площу поверхні краплі за допомогою формули для площі кола:

\[A = \pi \times r^2\]

Де \(\pi\) - це число "пі" (приблизно 3.14).

\[A = 3.14 \times (0.6 \times 10^{-3} \, \text{м})^2 = 3.14 \times (0.6 \times 10^{-3} \, \text{м})^2\]

Обчислення площі відбувається з легкістю:

\[A = 3.14 \times 0.36 \times 10^{-6} \, \text{м}^2\]

Далі, використовуючи відомий нам результат площі, можемо обчислити поверхневий натяг за допомогою формули:

\[P = \frac{m \times g}{A}\]

де \(m\) - маса краплі, \(g\) - прискорення вільного падіння (приблизно 9.8 м/с\(^2\)).

Оскільки в умові задачі маємо важкість краплі, знаходимо вираз її маси:

\[m = P \times A / g\]

Підставляємо відомі значення і проводимо обчислення:

\[m = P \times 3.14 \times 0.36 \times 10^{-6} \, \text{м}^2 / 9.8 \, \text{м/с}^2\]

Результатом буде маса краплі залежно від значення поверхневого натягу, яке не вказане у задачі. Найчастіше, поверхневий натяг вимірюють в Н/м (ньютон на метр). Тому, для отримання значення маси краплі, необхідно спочатку знати поверхневий натяг рідини.

Слід зазначити, що значення можуть бути невеликими, зазвичай досягають 0,001-0,1 Н/м, тоді як маса однієї краплі рідини коливається від 10^-9 до 10^-7 кг.

Додаткової інформації немає, тому неможливо дати точну відповідь без вказівки на значення поверхневого натягу у задачі.