Найти массу воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала 0,8мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным. Краевой угол для случая смачивания предполагается равным нулю.

25 Янв 2020 в 19:42
116 +1
1
Ответы
1

Для решения данной задачи воспользуемся формулой Лапласа для давления на кривизне поверхности:

ΔP = 2σ cos(θ) / r,

где ΔP - избыточное давление, σ - коэффициент поверхностного натяжения (для воды при 20°C σ = 0,0728 Н/м), θ - угол смачивания (в данном случае θ = 0°), r - радиус кривизны поверхности (равен половине диаметра канала).

Из этой формулы можно выразить радиус кривизны:

r = 2σ cos(θ) / ΔP.

Масса воды, вошедшей в трубку, равна объему воды, равномерно распределенной по всей длине трубки. Для бесконечно малого кольца ширины dx объем воды будет равен πr^2 dx, а масса воды в этом кольце - πr^2 dx * ρ, где ρ - плотность воды (1000 кг/м^3).

Интегрируя это выражение по всей длине трубки от 0 до L, где L - длина трубки, получим общую массу воды:

m = ∫[0,L] πr^2 ρ dx.

Подставляя выражение для r и вычисляя интеграл, найдем массу воды, вошедшей в трубку.

18 Апр 2024 в 18:57
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