57. Какие сосуды можно считать капиллярными? Чем объясняется высота поднятия жид в капилляре?

Если размеры сосуда, в котором находится жидкость, или, в более общем случае, если расстояние между поверхностями, ограничивающими жидкость, сравнимы с радиусом кривизны поверхности жидкости, то такие сосуды называются капиллярными. Явления, происходящие в таких сосудах, называются капиллярными явлениями.

При смачивании стенок капилляра уровень жидкости в сферической поверхности будет выше, чем в сосуде, при несмачивании – ниже. Изменение высоты уровня жидкости в узких трубках получило название капиллярности. Между жидкостью в круглом капилляре и широком сосуде устанавливается такая разность уровней h, чтобы гидростатическое давление ρgh уравновешивало капиллярное давление ∆р:

, (5)

где  - плотность жидкости,  - коэффициент поверхностного натяжения на границе жидкость - газ.

Радиус кривизны мениска R можно выразить через радиус капилляра r и краевой угол . Как видно из рис.3, . Тогда

.

Для высоты h подъёма жидкости в капилляре имеем: .

Высота подъема жидкости в капилляре (капиллярный подъем) растет с уменьшением радиуса капилляра и с увеличением коэффициента поверхностного натяжения жидкости.

58. Рассказать о методе компенсации давлений в Лаб № 9. Какие давления компенсируют друг друга, и чем они вызваны?

Измерение высоты столба жидкости в капилляре требует использования высокоточных приборов. Поэтому в данной работе это измерение заменяется измерением избыточного капиллярного давления Δр. Применяется метод компенсации добавочного давления.

Для измерения давления используется микроманометр многопредельный с наклонной трубкой типа ММН. Если опустить в сосуд с исследуемой жидкостью капиллярную трубку, то в случае смачивания стенок трубки этой жидкостью последняя поднимается в капилляре на некоторую высоту вследствие возникновения добавочного давления (в данном случае отрицательного). Добавочное капиллярное давление для круглого капилляра в случае полного смачивания определяется формулой . Если тем или иным способом увеличить внешнее давление над поверхностью жидкости в капилляре, то можно добиться, чтобы уровни жидкости в капилляре и широком сосуде сравнялись. Очевидно, что при этом избыточное внешнее давление равно добавочному давлению, определяемому формулой . Следовательно, компенсируя добавочное давление, мы получим возможность измерить его и определить коэффициент поверхностного натяжения. Если внешнее давление измеряется микроманометром, то p_вн= 9,804kn где n - длина столба спирта в измерительной трубке микроманометра в делениях (мм), k - коэффициент наклона измерительной трубки. Из и

p_вн=9,804kn получим:

.

59. Что называют теплопроводностью?

температурное поле -область пространства заполненная некоторой средой, в каждой точке которой определено значение температуры среды зависящее от координат и времени. Оно нестационарно, если температура зависит от времени, и стационарно, если температура зависит только от координат: Т=Т(х,у,z)., Температурное поле однородно, если температура одинакова во всех точках области. В неоднородном температурном поле тепловая энергия всегда передается от участков с большей температурой к меньшей. Различают три механизма передачи тепла. 1. Конвекция - перенос тепла движущейся средой. Конвекция возможна в жидких и газообразных средах.2. Лучеиспускание - перенос тепла электромагнитными волнами. 3. Теплопроводность - непосредственная передача кинетической энергии молекулярного движения микрочастиц соседним микрочастицам того же тела или другого тела, находящегося в тепловом контакте с первым. Если мы знаем массу m и удельную теплоемкость с cреды за перегородкой, ее начальную температуру T₁ и конечную температуру T₂, время , за которое произошло это изменение температуры в среде толщину перегородки x, площадь теплопроводящей поверхности S и температуру Т_,, то не представляет никакого труда определить значение теплопроводности вещества, из которого эта перегородка изготовлена.