Вопросы для самопроверки 1. Объясните причину смачивания. 2. Почему две капли ртути, приведённые в соприкосновение, сливаются в одну? 3. Почему чернилами или пастой нельзя писать на промасленной бумаге? 4. Почему шёлковая ткань плохо вытирает мокрые руки? 5. Почему вода поднимается по тонким трубкам и имеет вогну- тый мениск, а ртуть опускается и её поверхность имеет выпу- клый мениск? 6. Почему жидкость не поднимается по широкой трубке? Упражнение 31 1. Вычислите высоту подъёма воды и спирта в капиллярах ра- диусом 0,5 мм. Поверхностное натяжение воды 7,3.10-2 Н/м, спирта 2,1·10-2 Н/м. Плотность воды 1000 кг/м³, спирта 800 кг/м³.

Вопросы для самопроверки:

1. Смачивание - это явление, при котором жидкость растекается по поверхности твердого тела, образуя тонкую пленку. Это происходит, когда силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела больше, чем силы притяжения между молекулами самой жидкости.
2. Две капли ртути сливаются в одну, потому что силы поверхностного натяжения стремятся уменьшить площадь поверхности жидкости. При слиянии двух капель в одну общая площадь поверхности уменьшается, что энергетически выгодно.
3. Чернилами или пастой нельзя писать на промасленной бумаге, потому что масло отталкивает воду (основу чернил и пасты). Из-за этого чернила не смачивают бумагу и не могут закрепиться на ней.
4. Шелковая ткань плохо вытирает мокрые руки, потому что она обладает гидрофобными свойствами, то есть отталкивает воду. Вода не впитывается в шелк, а остается на поверхности в виде капель.
5. Вода поднимается по тонким трубкам и имеет вогнутый мениск, потому что вода хорошо смачивает стекло (из которого обычно делают трубки). Силы притяжения между молекулами воды и стекла больше, чем силы притяжения между молекулами воды. Ртуть опускается в трубках и имеет выпуклый мениск, так как ртуть не смачивает стекло. Силы притяжения между молекулами ртути больше, чем силы притяжения между молекулами ртути и стекла.
6. Жидкость не поднимается по широкой трубке, потому что капиллярные эффекты становятся менее выраженными с увеличением радиуса трубки. Высота подъема жидкости обратно пропорциональна радиусу трубки.

Упражнение 31

1. Вычислим высоту подъёма воды и спирта в капиллярах:
   • Для воды:
   $$h = \frac{2\sigma}{\rho g r}$$ Где: $$\sigma = 7.3 \cdot 10^{-2} \frac{Н}{м}$$ $$\rho = 1000 \frac{кг}{м^3}$$ $$g = 9.8 \frac{м}{с^2}$$ $$r = 0.5 мм = 0.5 \cdot 10^{-3} м$$ $$h = \frac{2 \cdot 7.3 \cdot 10^{-2}}{1000 \cdot 9.8 \cdot 0.5 \cdot 10^{-3}} = \frac{0.146}{4.9} = 0.0298 м ≈ 3 см$$
   • Для спирта:
   $$\sigma = 2.1 \cdot 10^{-2} \frac{Н}{м}$$ $$\rho = 800 \frac{кг}{м^3}$$ $$g = 9.8 \frac{м}{с^2}$$ $$r = 0.5 мм = 0.5 \cdot 10^{-3} м$$ $$h = \frac{2 \cdot 2.1 \cdot 10^{-2}}{800 \cdot 9.8 \cdot 0.5 \cdot 10^{-3}} = \frac{0.042}{3.92} = 0.0107 м ≈ 1.1 см$$

Ответ: высота подъема воды ≈ 3 см, высота подъема спирта ≈ 1.1 см