Примери за решаване на задачи за глава "Течности и техните свойства"
За измерване на коефициента на повърхностно напрежение на течност се използва тънък телеен пръстен с диаметър , окачен на пружина. Разширението на пружината се отбелязва на скалата до нея. След това пружината се разтяга. Пръстенът се потапя в съд с вода. След това съдът бавно се спуска. Втората маркировка на скалата се прави в момента на отделяне на пръстена от повърхността на водата.
Пръстенът е изработен от тел с диаметър .
Когато пръстенът беше окачен на пружината, пружината увеличи дължината си с 0.
Необходимо е да се изведе уравнение за изчисляване на коефициента на повърхностно напрежение на течност.
Когато съдът с течност се спусне, пружината се разтяга и пръстенът се разкъсва, щом равенството престане да се изпълнява:
Тъй като повърхностният филм, обгръщащ жицата, има две повърхности, тогава .
Обиколката на пръстена е свързана с диаметъра му в съотношение: (тънка тел).
Модулът на еластичната сила, която възниква в пружината, когато тя се деформира при отделяне на пръстена от водната повърхност, е: .
Коефициентът на твърдост може да се намери, като се знае, че теглото на пръстена деформира пружината с .
Тегло на пръстена. Пръстенова маса.
Обемът на метала в пръстена.
Площта на напречното сечение на пръстена.
След като направихме съответните замествания, имаме: .
Капват се капки течност от пипета с диаметър на изхода, чиято обща маса е .
Какъв е коефициентът на повърхностно напрежение на течност?
Ако течността бавно изтича от пипетата, тогава в долния й край се образува капка.
Капката се откъсва, след като силата на гравитацията, действаща върху капката, се изравни със силата на повърхностното напрежение, която също действа върху капката по обиколката на края на пипетата.
Силагравитацията, действаща върху една капка.
Масата на една капка е равна на отношението на масата на капките към техния брой: Силата на повърхностното напрежение е равна на
След подходящи замествания и трансформации имаме:
много малки сферични капчици живак се сливат в една голяма капка, също имаща сферична форма.
Как ще се промени температурата на живака?
Анализ на графиката и основни уравнения, необходими за решаване на проблема
Когато много капчици живак се слеят в една голяма капка, повърхността й намалява. Съответно повърхностната енергия намалява. Ако промяната в повърхностната енергия отива изцяло за увеличаване на вътрешната енергия на живака, тогава температурата на голям спад ще се увеличи в сравнение с малки капки. По този начин: .
Количеството топлина, необходимо за нагряване на живак, е.
Промяна в повърхностната енергия на капка. Масата на целия живак. Голям капка обем
Промяна в повърхността на живака в резултат на събиране на капчици.
Повърхностна площ на малка капка.
Площта на голяма капка.
Връзката между радиусите на големи и малки капки може да се установи въз основа на факта, че когато капките се сливат, обемът на живака не се променя: или:
Читателят е поканен да извърши замествания, трансформации, търсене и избор на необходимите стойности независимо.