Какова максимальная высота столбика, который может удержать капилляр, если жидкость поднялась на 3 см?

Описание: Капиллярное действие — это явление подъема жидкости (как правило, вода) в узкой трубке или капилляре. Причиной этого явления является силовое взаимодействие между поверхностью жидкости и стенками капилляра.

Высота столбика, который может удержать капилляр, зависит от нескольких факторов, таких как радиус капилляра, плотность и коэффициент поверхностного натяжения жидкости.

Максимальная высота столбика, которую капилляр может удержать, может быть определена с помощью формулы равновесия сил. Для этого используется формула:

h = (2 * T) / (r * g * p)

где:
h — максимальная высота столбика,
T — коэффициент поверхностного натяжения,
r — радиус капилляра,
g — ускорение свободного падения,
p — разность плотностей жидкости и воздуха.

Применим данную формулу к задаче:

Допустим, коэффициент поверхностного натяжения T = 0,072 Н/м, радиус капилляра r = 0,01 м, ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2, плотность воды p = 1000 кг/м^3, плотность воздуха (приближенно) равна 1,2 кг/м^3.

Подставим значения в формулу:

h = (2 * 0,072) / (0,01 * 9,8 * (1000 — 1,2))

Вычислим:

h ≈ 0,146 м или 14,6 см

Таким образом, максимальная высота столбика, который может удержать капилляр при заданных условиях, составляет около 14,6 см.

Совет: Для лучшего понимания капиллярного действия, экспериментируйте с различными жидкостями и капиллярами разного диаметра. Это позволит вам наблюдать изменения высоты столбика и лучше понять физические принципы, лежащие в основе этого явления.

Дополнительное задание: Какова будет максимальная высота столбика, если вместо воды использовать спирт? Данные: коэффициент поверхностного натяжения T = 0,0225 Н/м, радиус капилляра r = 0,005 м, ускорение свободного падения g = 9,8 м/с^2, плотность спирта p = 790 кг/м^3, плотность воздуха пренебрежимо мала.