Описание работы.

 

Смачивающая жидкость втягивается внутрь капилляра. Подъем жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила, действующая на жидкость вверх не уравновеситься силой тяжести mg столба жидкости высотой h: F_в = m g

По третьему закону Ньютона сила F_B, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения F _пов, действующей на стенку капилляра по линии соприкосновения ее с жидкостью: F_в = F_пов

Таким образом, при равновесии жидкости в капилляре (рис. 1)
F _пов = mg. (1)

Будем считать, что мениск имеет форму полусферы, радиус кото­рой г равен радиусу капилляра. Длина контура, ограничивающего по­верхность жидкости, равна длине окружности:

L= 2 r

Тогда сила поверхностного натяжения равна: F = 2 r (2)

где - поверхностное натяжение жидкости.

Масса столба жидкости объемом V = r²h равна:

т = V = r²h. (3)

Подставляя выражение (2) для F_пови массы (3) в условие равновесия жидкости в капилляре, по­лучим 2 r = r²hg

откуда диаметр капилляра

D = 2 r =

 

Рис.1.

 

Ход работы.

1. Полосками фильтровальной бумаги и хлопчатобумажной ткани одновременно прикоснитесь к поверхности подкрашенной воды в ста­кане (рис. 2), наблюдая поднятие воды в полосках.

2. Как только прекратится подъем воды, полоски выньте и измерь­те линейкой высоты h1 и h₂ поднятия в них воды.

 

3. Абсолютные погрешности измерения h ₁ и h₂ принимают равными удвоенной цене деления линейки.

4. Рассчитайте диаметров капилляров.

5. Рассчитайте абсолютные погрешности измерений.

6. Запишите вывод.

7. Подготовитесь к сдаче работы, повторите тему капиллярные явления.