Как можно определить высоту подъема жидкости в капилляре? Какая формула используется для расчета дополнительного давления (формула Лапласа)? При каких условиях жидкость начинает смачивать стенку капилляра?

Физика Колледж Капиллярные явления определение высоты жидкости капиллярное действие формула Лапласа дополнительное давление смачивание стенки капилляра Новый

Определение высоты подъема жидкости в капилляре связано с явлением капиллярности, которое возникает из-за взаимодействия молекул жидкости с молекулами стенок капилляра. Для расчета высоты подъема можно использовать следующую формулу:

h = (2 * γ * cos(α)) / (ρ * g * r)

Где:

• h - высота подъема жидкости в капилляре;
• γ - поверхностное натяжение жидкости;
• α - угол смачивания;
• ρ - плотность жидкости;
• g - ускорение свободного падения;
• r - радиус капилляра.

Теперь рассмотрим, как можно определить дополнительное давление, которое возникает в капилляре. Формула Лапласа для расчета дополнительного давления в капилляре выглядит следующим образом:

ΔP = 2 * γ / r

Где:

• ΔP - дополнительное давление;
• γ - поверхностное натяжение;
• r - радиус капилляра.

Теперь давайте обсудим условия, при которых жидкость начинает смачивать стенку капилляра. Жидкость будет смачивать стенку капилляра, если угол смачивания (α) меньше 90 градусов. Это означает, что молекулы жидкости притягиваются к молекулам стенки капилляра сильнее, чем к молекулам самой жидкости. В этом случае поверхность жидкости будет подниматься в капилляре.

Если угол смачивания больше 90 градусов, то жидкость не будет смачивать стенку, и, следовательно, высота подъема будет отрицательной, что означает, что жидкость будет опускаться в капилляре.

Таким образом, для успешного подъема жидкости в капилляре необходимо, чтобы угол смачивания был меньше 90 градусов.