На какую высоту может подняться вода в капиллярной трубке диаметром 2 мкм?

Решение к задаче по физике представлено в виде картинки и приложено к ответу

Чтобы ответить на этот вопрос, нам понадобится знание о капиллярности и формуле, которая связывает капиллярное давление, радиус капилляра и поверхностное натяжение.

Капиллярность - это особое свойство жидкостей подниматься или опускаться в узких трубках или капиллярах. Капиллярные дейстия обусловлены силой поверхностного натяжения, которая действует вдоль границы раздела двух фаз - в данном случае границы раздела воды и воздуха.

Формула для вычисления высоты, на которую поднимается вода в капиллярной трубке, называется формулой Капилляри-Пуассона:

h = (2 * γ * cosθ) / (ρ * g * r)

где:
h - высота поднятия воды в капиллярной трубке
γ - поверхностное натяжение воды
θ - угол смачивания поверхности капилляра (в данном случае для воды и стекла это примерно 0 градусов)
ρ - плотность воды
g - ускорение свободного падения
r - радиус капилляра

Для решения задачи нам нужно знать значения всех величин в формуле. Значение поверхностного натяжения воды γ составляет примерно 0.0728 Н/м, плотность воды ρ равна примерно 1000 кг/м^3, ускорение свободного падения g примерно 9.8 м/с^2, а радиус капилляра r - 2 мкм (что равно 2*10^-6 м).

Теперь мы можем использовать формулу Капилляри-Пуассона для вычисления высоты поднятия воды в капиллярной трубке:

h = (2 * 0.0728 * cos0) / (1000 * 9.8 * 2*10^-6)

cos0 равно 1, так как угол смачивания воды и стекла примерно равен 0 градусов:

h = (0.1456) / (19600 * 2*10^-6)
h = 0.1456 / 0.000392
h ≈ 371.94 м

Таким образом, вода может подняться на высоту примерно 371.94 м в капиллярной трубке диаметром 2 мкм.