Капілярні явища. Формула Жюрена
У житті часто доводиться мати справу з тілами, пронизаним безліччю дрібних каналів (папір, пряжа, шкіра, грунт, дерево). Приходячи в зіткнення з водою або іншими рідинами, такі тіла дуже часто вбирають в себе рідину. На цьому заснована дія рушники, гніту в лампі, харчування рослин. Подібні явища можна також спостерігати в дуже вузьких скляних трубочках, які називаються капілярними (від латинського слова “капілля” – волосся).
Для капілярних судин характерна передусім кривизна поверхні рідини в них, тому в таких судинах повною мірою виявляються ефекти, зумовлені надлишковим тиском Лапласа. До числа таких ефектів відноситься капілярний підйом.
Знайдемо висоту підняття рідини в циліндричній капілярної трубочці радіуса r (рис. 6.17а). Нехай рідина змочує поверхню трубочки, внаслідок чого в останній утворюється симетричний увігнутий меніск з радіусами кривизни двох взаємно перпендикулярних перетинів. Відзначимо ще, що зміною тиску рідини при її піднятті на висоту близько r будемо нехтувати. У цьому наближенні тиск у всіх точках меніска можна вважати однаковим.
Під викривленою поверхнею увігнутого меніска тиск в рідині, як це було розглянуто вище, менше атмосферного тиску Р0 на величину тиску Лапласа (рис. 6.17б).
Під дією виниклої різниці тисків на рівні поверхні рідини в широкому посудині і безпосередньо під меніском в капілярної трубочці рідина починає підніматися по трубочці, і підніматиметься до тих пір, поки гідростатичний тиск піднявся стовпа рідини не буде дорівнює тиску Лапласа.
Якщо рідина не змочує капіляр, то в трубочці утворюється опуклий меніск, центр кривизни якого не поза, а всередині рідини. У цьому випадку додатковий тиск Лапласа направлено вниз. Рівень рідини в капілярної трубочці опускається нижче рівня рідини в широкій частині судини. Кажуть, що має місце негативний капілярний підйом (рис. 6.20). Відзначимо ще, що формула Жюрена може бути використана для експериментального визначення коефіцієнта поверхневого натягу рідини. Для цього потрібно виміряти радіус капілярної трубочки і висоту підняття в ній рідини.
Related posts:
- Капілярні явища Викривлення поверхні рідини у країв посудини особливо чітко видно у вузьких трубках, де викривляється вся вільна поверхня рідини. В трубках з вузьким перетином ця поверхня являє собою частину сфери, її називають меніском. У смачивающей рідини утворюється увігнутий меніск (рис. 1, а), а у несмачіваемих – опуклий (рис. 1, б). Так як площа поверхні меніска більше, […]...
- Тиск Лапласа під викривленою поверхнею рідини Форма поверхні рідини, налитої в посудину, визначається трьома факторами: силами взаємодії між молекулами рідини, силами взаємодії між молекулами рідини і молекулами, що входять до складу стінок посудини, і дією сили тяжіння. Якщо достатньо велику кількість рідини налито в широкий посудину, то рідина внаслідок переважаючого дії сили тяжіння в цьому випадку має плоску горизонтальну поверхню. Однак […]...
- Капілярні явища – коротко Якщо в посудину з водою опустити тонкі трубки, звані капілярами, то можна помітити, що вода підніметься по них і рівень її в трубках буде вище, ніж в посудині. Якщо опустити ці трубки в посудину з ртуттю, то рівень ртуті в них буде нижчою, ніж в посудині. Причому і в тому і в іншому випадку поверхню […]...
- Тиск рідини Тиск рідин і газів має цікаві особливості, що відрізняють його від тиску твердих тіл. Переконаємося в цьому на дослідах. Почнемо з вивчення тиску рідини. Візьмемо посудину, в дні і стінках якого є отвори, закриті гумовими плівками. Якщо ми наллємо воду в цю посудину, то побачимо, що всі плівки вигнулись назовні – схематично це зображено на […]...
- Розрахунок тиску рідини на дно і стінки судини Розглянемо, як можна розрахувати тиск рідини на дно і стінки посудини. Вирішимо спочатку завдання для посудини, що має форму прямокутного паралелепіпеда. Сила F, з якою рідина, налита в цю посудину, тисне на його дно, дорівнює вазі Р рідини, що знаходиться в посудині. Вага рідини можна визначити, знаючи її масу m. Масу, як відомо, можна обчислити […]...
- Формула тиску рідини і газу Згадаймо, що маса (m) дорівнює щільності (ρ) помноженої на обсяг (V): M = ρV Обсяг (V) обчислюється за формулою: висота (h) помножена на площу (S): V = hS Значить, маса дорівнює: M = ρhS Формулу ваги ми теж вже знаємо: P = gm Підставами в вагу масу: P = gρhS А тиск (p) – це […]...
- Чому дорівнює тиск рідини? Тиск рідини збільшується з глибиною. Це пов’язано з тим, що більш високі шари рідини тиснуть своєю вагою на нижче лежачі. Зрозуміло, що крім того, що тиск існує в товщі рідини, рідина також тисне на дно і стінки посудини. Тиск на дно відповідає тиску всього стовпа рідини. А ось тиск на стінки різне. Воно відповідає тиску […]...
- Закон Паскаля – коротко Будь-яка покоїться рідина має однаковий тиск в усіх напрямках, при цьому, передаючи його на всі боки. Залежно від глибини рідини, тиск змінюється – чим більше глибина, тим більше тиск. Це тиск називається гідростатичним: При наявності судини довільної форми, довільного обсягу, але з однаковою площею поперечного перерізу налити рідину з однаковим стовпом рідини, то тиск в […]...
- Закон Архімеда – коротко Закон Архімеда говорить: на повністю або частково занурене в рідину тіло діє спрямована вгору виштовхуюча сила, рівна по модулю вазі рідини в об’ємі зануреної частини тіла. Ця сила – рівнодіюча сил тиску, діючих на всі ділянки зануреною у воду поверхні тіла. Дану силу називають силою Архімеда і позначають FA. Виштовхуюча сила врівноважує силу тяжіння. Сила […]...
- Закон Паскаля: формула і застосування Якщо ми покладемо на стіл важку стопку книг, то ми збільшимо тиск не тільки на стіл, а й, відповідно, на підлогу під столом. Стіни, стеля, вікна та двері цього тиску на собі не відчують. Навіть якщо ми складемо на стіл весь одяг з шаф, їжу з холодильника, телевізор, гантелі і до того ж самі встанемо […]...
- Гідростатичний тиск Розглянемо рівновагу однорідної рідини, що знаходиться в полі тяжіння Землі. На кожну частку рідини, що знаходиться в полі тяжіння Землі, діє сила тяжіння. Під дією цієї сили кожен шар рідини тисне на розташовані під ним шари. В результаті тиск усередині рідини на різних рівнях НЕ буде однаковим. Отже, в рідинах існує тиск, обумовлений її вагою. […]...
- Закон Паскаля – визначення і формула Закон Паскаля про тиск був відкритий в XVII столітті французьким вченим Блез Паскаль, в честь якого і отримав свою назву. Формулювання цього закону, його значення та застосування в повсякденному житті докладно розглядається в цій статті. Суть закону Паскаля Закон Паскаля – тиск, який чиниться на рідину або газ, передається в кожну точку рідини або газу […]...
- Метод вимірювання капілярного підняття рідини Цей метод вважають найбільш точним, тому що для нього розроблена досить точна теорія, а експериментальні дані легко контролюються. Метод вимірювання капілярного підняття заснований на визначенні різниці рівнів рідини в капілярі радіуса r і в широкому посудині. Рідина піднімається або опускається по капіляру до тих пір, поки висота меніска не досягне висоти, при якій маса стовпа […]...
- Тиск спочиваючої рідини на дно і стінки посудини Рідини і гази) передають за всіма напрямками не тільки зовнішній тиск, але і той тиск, який існує всередині них завдяки вазі власних частин. Тиск, який чиниться спочиваючої рідиною, називається гідростатичним. Отримаємо формулу для розрахунку гідростатичного тиску рідини на довільній глибині h (в околі точки A на малюнку). Статика Тиск спочиваючої рідини на дно і стінки […]...
- Кипіння рідин. Залежність температури кипіння від тиску Кипіння – це пароутворення, яке відбувається одночасно і з поверхні, і по всьому об’єму рідини. Кипіння полягає в тому, що спливають і лопаються численні бульбашки, викликаючи при цьому характерне шипіння. Як показує досвід, кипіння рідини при заданому зовнішньому тиску починається при цілком певній і не змінюваній в процесі кипіння температурі і може відбуватися тільки при […]...
- Атмосферний тиск на різних висотах У рідині тиск, як ми знаємо, залежить від щільності рідини і висоти її стовпа. Внаслідок малої стисливості щільність рідини на різних глибинах майже однакова. Тому, обчислюючи тиск рідини, ми вважаємо її щільність постійної і враховуємо тільки зміна висоти. Складніше йде справа з газами. Гази добре стискувані. А чим сильніше газ стиснутий, тим більше його щільність […]...
- Тиск – фізика Гідроаеромеханіка – це розділ фізики, яка вивчає рідина, що знаходиться у русі та у стані спокою. При вивченні даного розділу слід припустити, що розглянута рідина і гази є нестисливими – це значить, що їх щільність жодним чином не залежить від зміни тиску. ФВ, яка визначає величину сили на деяку площу з боку рідини, називається тиском […]...
- Тиск в рідині і газі Рідини і гази передають по всіх напрямах прикладена до них тиск. Про це свідчить закон Паскаля і практичний досвід. Але існує ще й власну вагу, який теж повинен впливати на тиск, існуюче в рідинах і газах. Вага власних частин або шарів. Верхні шари рідини тиснуть на середні, середні на нижні, а останні – на дно. […]...
- Манометри – фізика Ми вже знаємо, що для вимірювання атмосферного тиску застосовують барометри. Для вимірювання тисків, більших або менших атмосферного, використовують манометри (від грец. Манос – рідкісний, нещільний, метрео – вимірюю). Манометри бувають рідинні й металеві. Розглянемо спочатку пристрій і дія відкритого рідинного манометра. Він складається з двоколійні скляної трубки, в яку наливають якусь рідину. Рідина встановлюється в […]...
- Вимірювання атмосферного тиску і Досвід Торічеллі Всім відомо, що формула для розрахунку тиску рідини виглядає наступним чином: р = ?gh, де р – тиск рідини на дно посудини, ? – щільність води, g – сила тяжіння, що діє на 1кг, h – висота стовпа рідини. Але щоб розрахувати за цією формулою атмосферний тиск, нам потрібно знати висоту атмосфери та щільність повітря. […]...
- Закон Архімеда – фізика На будь-яке тіло, що знаходиться в рідині, діє тиск даної рідини. Чим нижче щодо стовпа рідини знаходиться тіло або його частину, тим більший тиск виявляється рідиною. Судячи з цього твердження можна припускати, що, якщо занурити тіло довільної форми, то на його нижню поверхню буде діяти тиск, здатне підняти дане тіло на деяку висоту. Ці принципи […]...
- Процес кипіння Якщо рідина нагрівати, то при певній температурі вона закипить. При кипінні рідини утворюються бульбашки, які піднімаються наверх і лопаються. У бульбашках міститься повітря, в якому присутня водяна пара. Коли бульбашки лопаються, то пар виривається, і, таким чином, рідина інтенсивно випаровується. Різні речовини, що знаходяться в рідкому стані, киплять при своїй, характерною для них температурі. Причому […]...
- Обмін газів у легенях і тканинах При вдиху легені заповнюються повітрям, який містить 79 % азоту, 21 % кіслородагі – 0, 03 % вуглекислого газу. В альвеолах відбувається перехід кисню з альвеолярного повітря в кров, а вуглекислого газу – з крові в альвеолярне повітря. Це відбувається за рахунок різного парціального тиску цих газів у повітрі і рідини. Парціальним тиском газу називається […]...
- Кипіння Процес пароутворення всередині об’єму рідини називають кипінням. При кипінні всередині об’єму рідини утворюються, ростуть і виходять через поверхню бульбашки пари. Ми чуємо початок утворення мікробульбашок, коли чайник на плиті починає “шуміти”. Під час процесу кипіння температура рідини не змінюється. Якщо ми поставимо пробірку з водою на пальник, вона закипить при 100 ° С і її […]...
- Кипіння рідини. Залежність температури кипіння від тиску Безпосередні спостереження за поведінкою рідини свідчать, що при деяких температурах і тиску в рідинах починається процес кипіння. Розберемося в механізмі цього явища. Зазвичай в рідині або на стінках посудини, в якій вона знаходиться, присутні бульбашки розчиненого в ній повітря. При нагріванні рідини розчинність газів, які в ній містяться, знижується. В результаті число таких бульбашок значно […]...
- Тиск газу і рідини Навіть газ тисне на будь-яку поверхню. Тиснуть молекули газу, які постійно рухаються і стикаються з поверхнями. Так як газ заповнює весь посудину, то тисне на всі боки. Рідина, там, де вона заповнила посудину, теж тисне на всі боки (тому вода буде виливатися навіть через дірочку збоку, а не тільки знизу). Так як на рідину і […]...
- Вологість Якщо рідина залишити в закритій посудині, вона буде випаровуватися доти, поки число молекул, що залишають рідину, що не зрівняється з числом молекул, що повертаються в рідину. Чим вище тиск пари, тим більше молекул стикається з поверхнею рідини і тим більше молекул повертається в рідину. Тиск пари, при якому настає рівновага (число молекул, що залишають рідину, […]...
- Кипіння в фізиці Процес кипіння води вам добре знайомий. На відміну від випаровування, яке відбувається тільки з вільної поверхні рідини, кипіння – це пароутворення, яке відбувається по всьому об’єму рідини. Кипіння виявляється можливим тому, що в рідині завжди розчинена якась кількість повітря, що потрапило туди в результаті дифузії. При нагріванні рідини це повітря розширюється, бульбашки повітря поступово збільшуються […]...
- Тиск. Закон Паскаля Тиском р називають відношення модуля сили тиску F, що діє на деяку площу S поверхні, до цієї площі: р = F / S. Одиницею тиску в СІ є тиск, при якому на площу, рівну 1 м2, діє сила тиску, рівна 1 Н. Ця одиниця тиску називається паскаль (Па). Закон Паскаля говорить: тиск, вироблене зовнішніми силами […]...
- Сполучені посудини: формули, схеми Сполученими посудинами прийнято вважати судини, об’єднані нижче рівня рідини, таким чином, що рідина зможе переміщатися з однієї судини в іншій. Сполученими посудинами прийнято вважати судини, об’єднані нижче рівня рідини, таким чином, що рідина зможе переміщатися з однієї судини в іншій. Грунтуючись на рівновазі рідини виводимо закон сполучених посудин: однорідна рідина встановлюється в нерухомих сполучених посудинах […]...
- Сифон Сифон – це вигнута трубка у формі перевернутої букви U з колінами різної довжини, по якій рідина перетікає з резервуара в інше місце. Якісь частини трубки можуть розташовуватися вище рівня рідини в резервуарі, але, незважаючи на це, сифон все одно працює. Для підтримки течії рідини не потрібні ніякі насоси, оскільки потік обумовлений різницею гідростатичного тиску. […]...
- Закон Гука: визначення і формула Як відомо, фізика вивчає всі закони природи: починаючи від найпростіших і закінчуючи найбільш загальними принципами природознавства. Навіть в тих областях, де, здавалося б, фізика не здатна розібратися, все одно вона грає першочергову роль, і кожен найменший закон, кожен принцип – ніщо не вислизає від неї. Саме фізика є основою основ, саме ця наука лежить у […]...
- Метеорологічні природні явища Небезпечне метеорологічне явище – природні процеси та явища, що виникають в атмосфері під дією різних природних факторів або їх поєднань, впливають або можуть надати вражаючий вплив на людей, сільськогосподарських тварин і рослин, об’єкти економіки і навколишнє природне середовище. Ці процеси і явища пов’язані з різними атмосферними процесами, і насамперед з процесами, що відбуваються в нйжнем […]...
- Кипіння рідини На відміну від випаровування, яке відбувається при будь-якій температурі рідини, інший вид пароутворення – кипіння – можливий лише при абсолютно значенні (при певному тиску) температури кипіння. При нагріванні води у відкритій скляній посудині можна побачити, що по мірі збільшення температури стінки і дно посудини покриваються дрібними бульбашками. Вони утворюються в результаті розширення дрібних бульбашок повітря, […]...
- Тиск – конспект Що таке тиск? Чому на пухкому снігу лижник не провалюється,, а пішохід провалюється (рис. 18.1)? Справа в тому, що, коли людина стає на лижі, сила, з якою він тисне на сніг, діє на велику площу. Ми говоримо, що при цьому людина чинить менший тиск на сніг. Тиском р називають відношення модуля сили тиску F, що […]...
- Чим відрізняється випаровування від кипіння Тверда, рідка і газоподібна – кожна речовина може перебувати за певних умов у цих агрегатних станах. Випаровування і кипіння представляє собою процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний. Що таке випаровування і кипіння Випаровування – процес пароутворення з поверхні рідини. Кипіння – процес пароутворення в рідині. У чому ж різниця між випаровуванням і кипінням? […]...
- Передача тиску рідинами і газами. Закон Паскаля На відміну від твердих тіл окремі шари і молекули рідини або газу можуть вільно переміщатися відносно один одного в усіх напрямках. Досить, наприклад, злегка подути на поверхню води в склянці, щоб викликати рух води. На річці або озері при найменшому подиху вітру з’являються брижі. Рухливістю часток газу і рідини пояснюється, що тиск, вироблене на них, […]...
- Газовий закон Генрі Цікава фізика виявляється, навіть коли хрумтять пальцями. Закон Генрі, названий так на честь британського хіміка Вільяма Генрі, стверджує, що кількість газу, розчиненого в рідині, прямо пропорційно його тиску над розчином. Передбачається, що система газ – рідина досягла рівноваги і що газ з рідиною хімічно не реагує. Загальноприйнята зараз формула для закону Генрі виглядає як Р […]...
- Дія рідини і газу на занурене в них тіло Із повсякденного життя відомо, що вага тіла зменшується, якщо занурити його у воду. На цьому явищі заснована, наприклад, плавання суден. Повітряні кулі піднімаються в повітря через існування деякої сили, спрямованої протилежно силі тяжіння. Силу, з якою рідина чи газ діють на занурене в них тіло, називають також силою Архімеда. Розглянемо природу цієї сили. Як відомо, […]...
- Рідини Найпоширеніша на Землі рідина – вода: моря й океани покривають приблизно 7/10 поверхні земної кулі. Головні властивості рідини. Ми встановимо їх на досвіді, який добре знайомий вам з життєвої практики. Поставимо досвід Переливаючи воду з однієї посудини в іншу, ми побачимо, що рідина завжди приймає форму судини (рис. 7.4). Використовуючи вимірювальні судини, можна помітити також, […]...