ХЕЛП! Каким должен быть внутренний диаметр капилляра, чтобы при полном смачивании вода в нём поднялась на 2 см? (Поверхностное натяжение воды 0,072 Н/м). С адекватным объяснением! а)18 мм б)36 мм в)72мм г)1,44 мм д)1,8 мм
Для начала рассмотрим, какую формулу мы можем использовать для решения данной задачи. В задаче упоминается поверхностное натяжение, поэтому мы можем воспользоваться формулой Лапласа для подъема жидкости в капилляре:
h = (2T*cosθ)/(ρ*g*r),
где h - высота подъема жидкости в капилляре (2 см или 0.02 м),
T - поверхностное натяжение воды (0.072 Н/м),
θ - угол между поверхностью раздела между водой и воздухом и стенками капилляра (в данной задаче мы предполагаем, что этот угол равен нулю, так как сказано о полном смачивании),
ρ - плотность воды (мы можем считать ее равной 1000 кг/м³),
g - ускорение свободного падения (мы можем считать его равным 9.8 м/с²),
r - радиус капилляра.
Теперь подставим все известные значения в формулу и найдем радиус капилляра:
h = (2 * 0.072 * cos(0))/(1000 * 9.8 * r),
0.02 = 0.144/(9800 * r).
Переставим переменные, чтобы выразить радиус:
r = 0.144/(9800 * 0.02) = 0.000739.
Округлим полученное значение до трех значащих цифр после запятой:
r ≈ 0.000739 м ≈ 0.739 мм.
Таким образом, диаметр капилляра должен составлять примерно 2 радиуса, т.е.:
2 * 0.739 мм ≈ 1.48 мм.
Наиболее близким значением из предложенных вариантов является ответ "д) 1.8 мм".
h = (2T*cosθ)/(ρ*g*r),
где h - высота подъема жидкости в капилляре (2 см или 0.02 м),
T - поверхностное натяжение воды (0.072 Н/м),
θ - угол между поверхностью раздела между водой и воздухом и стенками капилляра (в данной задаче мы предполагаем, что этот угол равен нулю, так как сказано о полном смачивании),
ρ - плотность воды (мы можем считать ее равной 1000 кг/м³),
g - ускорение свободного падения (мы можем считать его равным 9.8 м/с²),
r - радиус капилляра.
Теперь подставим все известные значения в формулу и найдем радиус капилляра:
h = (2 * 0.072 * cos(0))/(1000 * 9.8 * r),
0.02 = 0.144/(9800 * r).
Переставим переменные, чтобы выразить радиус:
r = 0.144/(9800 * 0.02) = 0.000739.
Округлим полученное значение до трех значащих цифр после запятой:
r ≈ 0.000739 м ≈ 0.739 мм.
Таким образом, диаметр капилляра должен составлять примерно 2 радиуса, т.е.:
2 * 0.739 мм ≈ 1.48 мм.
Наиболее близким значением из предложенных вариантов является ответ "д) 1.8 мм".