Упражнение 6
1. Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром D = 12 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора считать равным 4 • 10-2 Н/м.
2. Каким усилием можно оторвать тонкое металлическое кольцо от мыльного раствора (σ = 4 • 10-2 Н/м), если диаметр кольца 15,6 см, масса 7,0 г и кольцо соприкасается с раствором по окружности?
3. Каким образом, используя явления смачивания и несмачивания, можно осуществить минимальный и максимальный термометры?
4. При удалении с поверхности ткани жирного пятна рекомендуется смачивать пропитанной бензином ваткой края пятна. Смачивать бензином сразу само пятно не следует. Почему?
5. Чтобы мазь лучше впитывалась в смазанные лыжные ботинки, их нагревают. Как нужно нагревать ботинки — снаружи или изнутри?
6. Почему с помощью утюга можно вывести пятно жира с костюма?
7. Почему при сушке дров на солнце на конце полена, находящемся в тени, выступают капельки воды?
8. На сколько давление воздуха внутри мыльного пузыря больше атмосферного давления, если диаметр пузыря D = 10 мм? Поверхностное натяжение мыльного раствора а = 4 · 10-2Н/м.
9. Из трубки с раструбами на концах выдули два мыльных пузыря (рис. 7.31), после чего закрыли пальцем трубку С. Будет ли воздух переходить из одного пузыря в другой? До каких пор?
Рис. 7.31
10. В носик стеклянной трубки от пипетки (рис. 7.32) попадает капля воды. В какую сторону при этом устремляется капля — к широкому или узкому концу трубки? Почему?
Рис. 7.32
11. В дне чайника имеется круглое отверстие диаметром 0,1 мм. До какой высоты можно налить воду в чайник, чтобы она не выливалась через отверстие? Сохранится ли это условие, если воду в чайнике нагревать?
12. Конец стеклянной капиллярной трубки радиусом r = 0,05 см опущен в воду на глубину h = 2 см. Какое давление необходимо, чтобы выдуть пузырек воздуха через нижний конец трубки?
13. Смачивающая жидкость плотностью ρ поднялась в капиллярной трубке на высоту h. Каково давление в жидкости внутри капилляра на высоте h/4? Атмосферное давление равно р0.
14.
Докажите, что в случае неполного
смачивания (θ ≠ 0) высота поднятия
жидкости в вертикальной капиллярной
трубке вычисляется по формуле:
,
где θ — краевой угол,r
— радиус канала трубки и ρ
— плотность жидкости. Как изменится
формула
,
если сосуд с жидкостью будет установлен
в лифте, движущемся с ускорением
,
направленным
вверх? вниз?
15. Длинную капиллярную трубку радиусом 0,8 мм заполнили водой и перевели в вертикальное положение. Найдите массу жидкости, оставшейся в трубке после того, как часть воды вылилась.
16. В капиллярной трубке, опущенной вертикально в воду на глубину l, вода поднялась на высоту h (рис. 7.33). Нижний конец трубки закрывают, вынимают ее из воды и снова открывают. Определите длину столбика воды, оставшейся в трубке.
Рис. 7.33
17. Стеклянная капиллярная трубка, внутренний диаметр которой d = 0,5 мм, погружена в воду. Верхний конец трубки выступает на h = 2 см над поверхностью воды. Какую форму имеет мениск? Чему равен его радиус кривизны?
18. Капиллярная стеклянная трубка имеет радиус канала r = 0,05 см и запаяна сверху. Трубка открытым концом опускается вертикально в воду. Какой длины следовало бы взять трубку. чтобы при этих условиях вода в ней поднялась на высоту h = 1 см? Давление воздуха р0 = 105 Па. Поверхностное натяжение воды а = 7 · 10-2 Н/м.
19. Каким образом можно без потерь налить жидкость в сосуд, находясь в условиях невесомости (на космическом корабле)? Как в этих условиях извлечь жидкость из сосуда?
20. Великому датскому физику Н. Бору довелось однажды мыть посуду в горной альпийской хижине. Он был крайне удивлен, увидев, что можно получить чистую посуду с помощью небольшого количества грязной воды и грязной тряпки. В чем здесь дело?