Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Яворский Б.М. -> "Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования" -> 61

Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования - Яворский Б.М.

Яворский Б.М., Селезнев Ю.А. Справочное руководство по физике для поступающих в вузы и для самообразования — М.: Наука, 1989. — 596 c.
Скачать (прямая ссылка): spravochdelo1989.pdf
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 196 >> Следующая

*) Явления рассматриваются для простейшего случая, когда можно пренебречь силами взаимодействия между молекулами жидкости и газа, находящегося над жидкостью.
164
ОТДЕЛ II. ГЛ. 6. СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
парафин, ртуть не смачивает чугун. Если •8-=0, смачивание считается идеальным; Ь=п соответствует идеальному несмачиванию. При f}=0 и Ь=п наблюдается сферическая форма мениска, вогнутая или выпуклая. При т}=л/2 жидкость имеет плоскую свободную поверхность. Этот случай называется отсутствием смачивания и несмачивания.
3°. Различие краевых углов в явлениях смачивания и несмачивания объясняется соотношением сил притяжения между молекулами твердых тел и жидкостей и сил межмолекулярного притяжения в жидкостях (11.1.4.Г, 11.6.1.Г). Если силы притяжения между молекулами твердого тела и жидкости больше, чем силы притяжения молекул жидкости друг к другу, то жидкость будет смачивающей. Если молекулярное притяжение в жидкости превышает силы притяжения молекул жидкости к молекулам твердого тела, то жидкость не смачивает твердое тело.
4°. Искривление поверхности жидкости создает дополнительное (избыточное) давление на жидкость по сравнению с давлением под плоской поверхностью. Для сферической поверхности жидкости, при краевом угле •&, равном 0 или л, дополнительное давление рм равно

Pia — ~^~>
где а — коэффициент поверхностного натяжения, R — радиус сферической поверхности; рм>0, если мениск выпуклый; рм<0, если мениск вогнутый (рис. II.6.3). При выпуклом мениске jDM увеличивает то давление, которое существует под плоской поверхностью жидкости (например, атмосферное давление на свободную поверхность жидкости). При вогнутом мениске давление под плоской поверхностью уменьшается на величину рм. Дополнительное давление внутри сферического пузыря радиуса R вызывается избыточным давлением на обеих поверхностях пузыря и равно рм=4о/^.
5°. Узкие цилиндрические трубки с диаметром около миллиметра и менее называются капиллярами. Уровень идеально смачивающей (несмачивающей) жидкости в капилляре радиуса г выше (ниже), чем в сообщающемся с ним широком сосуде, на высоту h, равную (рис. 11.6.4)
A = —, Pgr
Рис. П.6.3
6.2. СМАЧИВАНИЕ. КАПИЛЛЯРНЫЕ ЯВЛЕНИЯ 165
где р — плотность жидкости, g — ускорение силы тяжести. Изменения высоты уровня в капиллярах называются капиллярными явлениями. Они связаны с тем, что для равновесия смачивающей жидкости в капилляре избыточное давление рп должно быть равно гидростатическому pgh (1.6.2.2°). Снижение уровня несмачивающей жидкости в капилляре объясняется тем, что дополнительное давление рJVi вытесняет жидкость из капилляра до тех пор, пока не установится равновесие такое же, как для смачивающей жидкости, pgh= =20//-.
6°. Капиллярными яв- _d
лениями объясняется СВОЙ- JE^St ство ряда тел (вата, тка-ни, почвы, бетон) ВПИТЫ- ~zs~-вать влагу (гигроскопш- ~ ~_ кость тел). Для сохранения подпочвенной влаги Рис- П.6.4 в почве капилляры в ней
разрушают при вспашке и бороновании. Иначе влага в почве поднимается по капиллярам на поверхность и испаряется. Для того чтобы влага не проникала в жилое помещение по капиллярам, между фундаментом здания и стенами прокладывают слои толя, смолы и других веществ, препятствующих явлению капиллярности.
Задача 1. Под каким давлением находится воздух внутри мыльного пузырька диаметром 4 мм и чему равно добавочное давление? Атмосферное давление 752 мм рт. ст.
Дано: р0=752 мм рт. ст., d=4 мм=4•1O-3 м, а=40х XlO-3 Н/м, 133 Н/м2=1 мм рт. ст.
Найти: р, /?.
Решение: Воздух в пузырьке находится под давлением р=Ро+Рм, где Pm — давление, которое оказывают на воздух две сферические поверхности пленки пузырька. Пленка имеет очень малую толщину. Поэтому диаметры обеих поверхностей практически одинаковы. Добавочное давление равно
о 2о Pm. — * -?— t
где о — коэффициент поверхностного натяжения, R — радиус кривизны поверхности, R=d/2. Следовательно,
166
отдел ii. гл. 6. свойства жидкостей
давление воздуха в пузырьке
8-40-Ю-3
4-Ю-3
Р = Ро + 2 т,
^з-3) Н/м2 = (100 016 + 80) Н/м2 =
= 100 096 Н/м2.
Добавочное давление рм=80 Н/м2, или Рм= = 0,6 мм рт. ст.
Задача 2. Мыльная вода вытекает из капилляра по каплям. В момент отрыва капли диаметр ее шейки равен 1 мм. Масса капли 0,0129 г. Определить коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды.
Дано: m=0,0129 r=l,29-10"^ кг, d=\ mm=10~8 м.
Найти: о.
Решение: Капля отрывается от капилляра при условии P>F, где P — сила тяжести, P=mg, F — сила поверхностного натяжения.
Условие равновесия: F=P, al=mg, где / — периметр шейки капли, l=nd. Отсюда
Задача 3. Найти разность уровней жидкости в двух капиллярных трубках, опущенных в жидкость. Плотность жидкости 0,8 г/см3. Внутренние диаметры капилляров 0,04 см и 0,1 см. Коэффициент поверхностного натяжения жидкости 22•1O-3 Н/м.
Дано: ^f1=0,04 см=0,4-10~3 м, d„=0,l cm=10~s м, р=0,8 г/см3=8-102 кг/м3, о=22-10"3 Н/м.
Найти: Ah.
Решение: Высота поднятия уровня жидкости в капилляре
где г — радиус капилляра, р — плотность жидкости, г— =d/2. Тогда
о =
1,29-10-5-9,81 3,14-10-3
Предыдущая << 1 .. 55 56 57 58 59 60 < 61 > 62 63 64 65 66 67 .. 196 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed