Примеры решения залач по физике

Математика Электротехника Лабораторные работы Контрольная работа Конспект лекций Электроника Альтернативная энергетикаОптика Сопромат ЭлектростатикаНачертательная геометрия Архитектура Дизайн

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ В ЖИДКОСТИ.

РАСТВОРЫ.

Основные понятия и формулы.

Работа образования дополнительной поверхности ∆S жидкости:

, (10.1)

где σ – коэффициент поверхностного натяжения, ψ – свободная энергия Гельмгольца.

Сила F, действующая по касательной к поверхности жидкости, приходящейся на единицу длины раздела, перпендикулярно этой линии:

, (10.2)

где – длина раздела поверхности.

Дополнительное давление, возникающее в жидкости за счет кривизны ее поверхности (давление Лапласа):

, (10.3)

где r1 и r2 – главные радиусы кривизны поверхности жидкости.

Высота h поднятия жидкости в капилляре радиуса R:

. (10.4)

Здесь θ – краевой угол смачивания, g – ускорение свободного падения, r – радиус кривизны поверхности жидкости.

Величина осмотического давления π раствора подчиняется уравнению Ван-Гоффа:

, (10.5)

где nв – число молекул растворенного вещества в объеме V.

Примеры решения задач.

Задача 1.

Для определения коэффициента поверхностного натяжения воды взвешивают капли, отрывающиеся от тонкого капилляра. Оказалось, что масса n = 318 капель воды равна m = 5 г при диаметре капилляра d = 0,7 мм = 7·10–4 м.

Дано: n = 318, m = 5 г = 5·10-3 кг, d = 0,7 мм = 7·10–4 м.

Определить: σ.

Решение. Условие отрыва капли: вес капли рк должен быть равен удерживающей ее силе F, т.е.

 (1)

Капля удерживается на трубке перед отрывом силами поверхностного натяжения на длине среза капилляра . Удерживающая сила, согласно (10.2):

Вес рк висящей капли в момент отрыва:

Подставляя в (1) величины F и рк, получим:

.

Математика примеры решения задач