Сборник задач абитуриенту. СВОЙСТВА ТЕЛ. Поверхностное натяжение. Капилляры. Тема 15-1

          

СВОЙСТВА ТЕЛ. Поверхностное натяжение. Капилляры. Тема 15-1

15.1. На границу поверхностного слоя глицерина длиной 5 мм действует сила поверхностного натяжения 0,1 мН. Определите коэффициент поверхностного натяжения (в мН/м) глицерина.

15.2. Мыльная вода вытекает из капилляра по каплям. В момент отрыва диаметр шейки капли равен d = 1,0 мм. Масса капли m = 0,0129 г. Найдите коэффициент поверхностного натяжения σ.

15.3. Какую надо совершить работу (в мкДж), чтобы увеличить свободную поверхность ртути на 5 см2? Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,56 Н/м.

15.4. Определите внутренний диаметр (в мкм) капиллярной трубки, если спирт поднялся в ней на высоту 4,6 см. Спирт полностью смачивает стенки трубки. Коэффициент поверхностного натяжения спирта 23 мН/м, плотность спирта 800 кг/м3, g = 10 м/с2.

15.5. Вода в капиллярной трубке поднялась на 27,2 мм. На сколько миллиметров опустится ртуть в той же трубке? Коэффициент поверхностного натяжения воды 0,07 Н/м, ртути 0,56 Н/м. Плотность ртути 13600 кг/м3. Вода полностью смачивает трубку, а ртуть − полностью не смачивает.

15.6. В капиллярной трубке на Земле вода поднялась на 12 мм. На какую высоту (в мм) поднимется вода в такой же капиллярной трубке на Луне, где ускорение свободного падения в 6 раз меньше?

15.7. Найдите разность уровней жидкости в двух капиллярных трубках, опущенных в жидкость. Плотность жидкости ρ = 0,80 г/см3, коэффициент поверхностного натяжения σ = 22 × 10−3 Н/м, внутренние диаметры трубок равны d1 = 0,04 см и d2 = 0,1 см.

15.8. Вода в капиллярной трубке поднялась на 18 мм. Чему будет равна высота (в мм) капиллярного столба воды в этой трубке, если сосуд будет подниматься с ускорением 2 м/с2, g = 10м/с2.

15.9. Сообщающиеся сосуды представляют собой капиллярные трубки диаметрами 0,6 мм и 0,1 мм. Найдите разность уровней (в см) воды в этих трубках. Коэффициент поверхностного натяжения воды 72 мН/м, g = 10 м/с2.

15.10. В одну большую каплю слились n = 8 капель ртути диаметром do = 1 мм каждая. Какое количество теплоты ΔQ при этом выделится? Коэффициент поверхностного натяжения ртути σ = 0,47 Н/м.

15.11. Капля воды массы m = 0,1 г находится между двумя параллельными стеклянными пластинками, находящимися на расстоянии l = 1,0 мкм друг от друга. Мокрое пятно имеет круглую форму. Какую силу F надо приложить к верхней пластинке в направлении нормали к ее поверхности, чтобы оторвать пластинки одну от другой? Считать, что вода полностью смачивает стекло.

15.12. На какую высоту h поднимется вода между параллельными пластинками, находящимися на расстоянии L = 0,20 мм друг от друга?

15.13. Конец стеклянной трубки радиуса r = 0,050 см опущен в воду на глубину h = 2,0 см. Какое давление p дополнительно к атмосферному необходимо создать, чтобы выдуть пузырек воздуха через нижний конец трубки?

15.14. Под каким давлением p находится воздух внутри мыльного пузырька диаметра d = 4,0 мм? Атмосферное давление po = 1,013 × 105 Па, коэффициент поверхностного натяжения мыльного раствора σ = 0,04 Н/м. Чему равно добавочное давление Δp?