Визначити внутрішній діаметр скляного капіляра , якщо вода у ньому піднялася на 1 м
Ответы
Для визначення внутрішнього діаметра скляного капіляра можна використати рівняння для висоти рідини в капілярі:
h = (2T cosθ)/(ρgr)
де
h - висота підйому рідини
T - поверхневий натяг рідини
θ - кут контакту рідини зі стінкою капіляра
ρ - густина рідини
g - прискорення під дією сили тяжіння
r - радіус капіляра
Для води в скляному капілярі поверхневий натяг становить приблизно 0,0728 Н/м, густина - приблизно 1000 кг/м³, кут контакту близький до 0° (оскільки вода змочує скло), а g - приблизно 9,81 м/с². Підставивши ці значення та розв'язавши рівняння для r, отримаємо
r = (2T cosθ)/(ρgh) = (2 * 0,0728 Н/м * cos 0°)/(1000 кг/м³ * 9,81 м/с² * 1 м) = 7,44 × 10^-6 м
Оскільки діаметр вдвічі більший за радіус, то внутрішній діаметр капіляра дорівнює
d = 2r = 2 * 7,44 × 10^-6 м = 1,49 × 10^-5 м або приблизно 14,9 мкм.