Задача по физике Вертикальный капилляр внутренним диаметром 1,8 мм опущен в керосин.
Найдите массу керосина, поднявшегося в капилляре, если коэффициент
поверхностного натяжения керосина 0,024 Н/м, а его плотность 0,8 г/см3.

3 Ноя 2023 в 19:40
38 +1
0
Ответы
1

Для решения этой задачи мы можем использовать формулу Лапласа для капиллярного давления:

ΔP = 2σ/r

где ΔP - капиллярное давление,
σ - коэффициент поверхностного натяжения,
r - радиус капилляра.

Масса керосина, поднявшегося в капилляре, равна массе керосина, находящегося в основной емкости, минус масса керосина, находящегося в капилляре. Обозначим массу керосина, находящегося в капилляре, за m, а массу керосина в основной емкости за M.

Так как объем и плотность керосина в основной емкости не меняются, можно записать:

M = ρ * V

где ρ - плотность керосина, V - объем керосина в основной емкости.

Также, так как капилляр заполнен только керосином, можно записать:

m = ρ V - ρ V'

где V' - объем керосина в капилляре.

Для нахождения объема керосина в капилляре поднимем ΔP на одну сторону формулы Лапласа и выразим радиус капилляра:

r = 2σ / ΔP

Подставим значения и найдем радиус капилляра:

r = 2 * 0,024 / 0,8 = 0,06 мм = 0,00006 метра

Теперь найдем объем керосина в капилляре, используя закон Пуассона:

V' = π r^2 h

где h - высота поднявшегося керосина в капилляре.

Подставим значение радиуса и найдем объем керосина в капилляре:

V' = π 0,00006^2 h = 3,14159 0,0000000036 h = 0,00000001128 * h м^3

Теперь мы можем записать уравнение для массы керосина в капилляре:

m = ρ V - ρ V'

m = 0,8 V - 0,8 0,00000001128 * h

m = 0,8 V−0,00000001128</em>hV - 0,00000001128 </em> hV0,00000001128</em>h

Так как масса керосина в основной емкости не меняется, можно записать:

М = ρ V = 0,8 V

Теперь мы можем найти массу керосина, поднявшегося в капилляре, используя формулу:

m = 0,8 V−0,00000001128</em>hV - 0,00000001128 </em> hV0,00000001128</em>h

m = 0,8 M−0,00000001128</em>hM - 0,00000001128 </em> hM0,00000001128</em>h

m = 0,8 0,8</em>V−0,00000001128∗h0,8 </em> V - 0,00000001128 * h0,8</em>V0,00000001128h

m = 0,64 V - 0,000000009024 h

m = 0,64 π r^2 h - 0,000000009024 h

m = 0,64 3,14159 0,0000000036 h^2 - 0,000000009024 h

m = 0,0000000072387 * h

Итак, масса керосина, поднявшегося в капилляре, равна 0,0000000072387 * h кг, где h - высота поднявшегося керосина в капилляре.

16 Апр 2024 в 15:51
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир