В двух капилярных трубках одинакового радиуса находятся вода и спирт. одна из этих жидкостей поднялась на 1 см выше чем другая. выберите правильное утверждение вода.
Для решения этой задачи нужно рассмотреть явление капиллярного поднятия, которое описывается формулой:
[ h = \frac{2 \sigma \cos \theta}{\rho g r}, ]
где:
Рассмотрим два случая: для воды и для спирта.
Коэффициент поверхностного натяжения (( \sigma )): У воды этот коэффициент больше, чем у спирта. Это значит, что сила, поднимающая воду в капилляре, больше, чем для спирта.
Угол смачивания (( \theta )): Вода в большинстве случаев смачивает стекло лучше, чем спирт, что приводит к меньшему углу смачивания и, следовательно, большему значению (\cos \theta) для воды.
Плотность (( \rho )): Плотность воды больше, чем плотность спирта. Однако это приводит к уменьшению высоты поднятия, но данный фактор компенсируется большим коэффициентом поверхностного натяжения.
В результате, вода в капилляре поднимается выше, чем спирт при прочих равных условиях.
Таким образом, правильное утверждение:
Теперь рассмотрим третий вариант:
Согласно формуле для капиллярного поднятия, высота ( h ) обратно пропорциональна радиусу ( r ). Это означает, что при уменьшении радиуса капилляра высота поднятия жидкости увеличивается. Следовательно, при уменьшении радиуса разность уровней жидкостей будет не уменьшаться, а увеличиваться. Таким образом, утверждение 3 неверно.
Итак, правильным является утверждение 1: вода поднялась выше, чем спирт.
Правильное утверждение: вода поднялась выше, чем спирт.
Это происходит из-за различной поверхностной энергии воды и спирта. Вода имеет более высокую поверхностную энергию, чем спирт, что приводит к тому, что вода поднимается выше в капилляре.
Если уменьшить радиус капилляра, то разность уровней жидкости также уменьшится из-за увеличения поверхностного натяжения.
