11. Поверхностное натяжение.Капиллярные явления.

251. Трубка имеет диаметр d₁=0,2 см. На нижнем конце трубки повисла капля воды, имеющая в момент отрыва вид шарика. Найти диаметр d₂ этой капли.

(4,4 мм)

252. Какую работу А нужно совершить, чтобы, выдувая мыльный пузырь, увеличить его диаметр от d₁=1 см до d₂=11 см? Считать процесс изотермическим.

(3 мкДж)

253. Две капли ртути радиусом r=1 мм каждая слились в одну большую каплю. Какая энергия Е выделится при этом слиянии? Считать процесс изотермическим.

(

254. Воздушный пузырек диаметром d=2 мкм находится в воде у самой ее поверхности. Определить плотность  воздуха в пузырьке, если воздух над поверхностью воды находится при нормальных условиях.

(3,2 кг/м³)

255. На сколько давление р воздуха внутри мыльного пузыря больше атмосферного давления p₀, если диаметр пузыря d=5 мм?

(62,5 Па)

256. Определить силу F, прижимающую друг к другу две стеклянные пластинки размерами 10 Х 10 см, расположенные параллельно друг другу, если расстояние l между пластинками равно 22 мкм, а пространство между ними заполнено водой. Считать мениск вогнутым с диаметром d, равным расстоянию между пластинками.

(73 Н)

257. Покровное стеклышко для микроскопа имеет вид круга диаметром d=16 мм. На него нанесли воду массой m=0,1 г и наложили другое такое же стеклышко; в результате оба стеклышка слиплись. С какой силой F, перпендикулярной поверхностям стеклышек, надо растягивать их, чтобы разъединить? Считать, что вода полностью смачивает стекло и поэтому меньший радиус r кривизны боковой поверхности водяного слоя равен половине расстояния d между стеклышками.

(58,2 мН)

258. Глицерин поднялся в капиллярной трубке на высоту h=20 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения  глицерина, если диаметр d канала трубки равен 1 мм.

(62 мН/м)

259. Диаметр d канала стеклянной трубки чашечного ртутного барометра равен 5 мм. Какую поправку p нужно вводить в отсчеты по этому барометру, чтобы получить верное значение атмосферного давления?

(399 Па)

260. Разность h уровней жидкости в коленах U-образной трубки равна 23 мм. Диаметры d₁ и d₂ каналов в коленах трубки равны соответственно 2 и 0,4 мм. Плотность  жидкости равна 0,8 г/см³. Определить поверхностное натяжение а жидкости.

(22,5 мН/м)

261. В жидкость нижними концами опущены две вертикальные капиллярные трубки с внутренними диаметрами d₁=0,05 см и d₂=0,1 см. Разность h уровней жидкости в трубках равна 11,6 мм. Плотность  жидкости равна 0,8 г/см³. Найти коэффициент поверхностного натяжение  жидкости.

(22,5 мН/м)

262. В воду опущена на очень малую глубину стеклянная трубка с диаметром d внутреннего канала, равным 1 мм. Найти массу m, вошедшей в трубку воды.

(23,1 мг)

263. Если радиус капилляров ксилемы(системы трубочек, по которым движуться питательные вещества внутри растений) составляет 0,0010 см, то на какую высоту может подняться в них вода под действием сил поверхностного натяжения? Считать смачивание в данном случае полным.

(1,5 м)

264. При определении силы поверхностного натяжения капельным методом число капель глицерина, вытекающего из капилляра, составляет n = 50. Общая масса глицерина m=1 г, а диаметр шейки капли в момент отрыва d=1 мм. Определить коэффициент поверхностного натяжения  глицерина.

(62 мН/м)

265. Определить радиус R капли спирта, вытекающей из узкой вертикальной трубки радиусом г = 1 мм. Считать, что в момент отрыва капля сферическая. Коэффициент поверхностного натяжения спирта  = 22 мН/м, а его плотность  = 0,8 г/см³.

( 1,61 мм)

266. Считая процесс образования мыльного пузыря изотермическим, определить работу А, которую надо совершить, чтобы увеличить его диаметр от d₁ = 6 мм до d₂ = 60 мм. Коэффициент поверхностного натяжение мыльного раствора принять равным  = 40 мН/м.

(896мкДж)

267. Две капли воды радиусом г = 1 мм каждая слились в одну большую каплю. Считая процесс изотермическим, определить уменьшение поверхностной энергии при этом слиянии, если коэффициент поверхностного натяжение воды  = 73 мН/м.

(378 нДж)

268. Давление воздуха внутри мыльного пузыря на p = 200 Па больше атмосферного. Определить диаметр пузыря. Коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора  = 40 мН/м.

(1,6 мм)

269. Воздушный пузырек диаметром d = 0,02 мм находится на глубине h = 25 см под поверхностью воды. Определить давление воздуха в этом пузырьке. Атмосферное давление принять нормальным. Коэффициент поверхностного натяжения воды  = 73 мН/м, а ее плотность  = 1 г/см³.

(118 кПа)

270. Ртуть массой 3 г помещена между двумя параллельными стеклянными пластинками. Определить силу, которую необходимо приложить, чтобы расплющить каплю до толщины d = 0,1 мм. Ртуть стекло полностью не смачивает. Плотность ртути  = 13,6 г/см³, а ее коэффициент поверхностного натяжения  = 0,5 Н/м.

(22 Н)

271. Вертикальный капилляр погружен в воду. Определить радиус кривизны мениска, если высота столба воды в трубке h = 20 мм. Плотность воды  = 1 г/см³, коэффициент поверхностного натяжения  = 73 мН/м.

(744мкм)

272. Капилляр внутренним радиусом 0,5 мм опущен в жидкость. Определить массу жидкости, поднявшейся в капилляре, если ее коэффициент поверхностного натяжения  равно 60 мН/м.

(1,9210^-5 кг)

273. В капилляре диаметром d = 100 мкм вода поднимается на высоту h = 30 см. Определить коэффициент поверхностного натяжения  воды, если ее плотность  = 1 г/см³.

(73 мН/м)

274. Широкое колено U-образного манометра имеет диаметр d₁ = 2 мм, узкое - d₂= 1 мм. Определить разность h уровней ртути в обоих коленах, если коэффициент поверхностного натяжения ртути  = 0,5 Н/м, плотность ртути = 13,6 г/см², а краевой угол  =138°.

(5,6 мм)

275. Капля ртути объемом V=22,5 мм² помещена между двумя расположенными горизонтально стеклянными пластинками. С какой силой нужно прижимать друг к другу пластинки, чтобы установить между ними зазор d=3,00 мкм. Несмачивание ртутью стекла считать полным. (2,5 кН)