Хiv. свойства жидкостей. поверхностное натяжение
1) Какую работу надо произвести, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 14см? Чему равно избыточное давление внутри этого пузыря? Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды 0,04Н/м.
2) Поверхностное натяжение на границе вода - масло можно принять равным 0,018 Н/м. Какую работу надо произвести, чтобы каплю масла с массой 1г раздробить внутри воды на капельки диаметром 0,0002см? Плотность масла 0,9г/см3.
| 3) Капиллярная трубка А (см.рис.) соединена резиновой трубкой B с широкой трубкой С. Трубку С медленно поднимают вверх, причем вода в трубке А доходит до верхнего края, а затем выливается. Какова наибольшая разность уровней воды в трубках А и С, если трубки стеклянные и если наружный диаметр трубки А равен 0,7мм. Краевой угол для случая смачивания воды предполагается равным 60 градусов. |  |
| 4) Капиллярная трубка А (см.рис.) соединена резиновой трубкой B с широкой трубкой С. Трубку С медленно поднимают вверх, причем ртуть в трубке А доходит до верхнего края, а затем выливается. Какова наибольшая разность уровней ртути в трубках А и С, если трубки стеклянные и если диаметр внутреннего канала трубки А равен 0,55мм. Краевой угол для ртути - 138 градусов. |  |
5) В спирт опущена на ничтожную глубину трубка с диаметром внутреннего канала 0,5мм. Каков вес вошедшего в нее спирта? Краевой угол для спирта - 75 градусов.
6) Две стеклянные трубки, внутренние диаметры которых 0,2 и 0,3мм, соединены внизу резиновой трубкой и заполнены водой. При каком условии (относительно давления) уровень воды в трубках одинаков? Краевой угол для воды - 60 градусов.
7) Стеклянная капиллярная трубка, диаметр внутреннего канала которой 0,2мм, а длина 20см, опускается в вертикальном положении в воду. Верхний конец трубки запаян. Какой отрезок трубки должен находиться под водой, чтобы уровень воды в капилляре и вне его был одинаков? Давление воздуха 97кПа. Краевой угол для воды - 60 градусов.
8) Стеклянная капиллярная трубка, диаметр внутреннего канала которой 1,5мм, а длина 20см, опускается в горизонтальном положении в воду так, что имевшийся в ней воздух полностью остается в ней. Какая будет длина столбика воздуха в трубке, когда она будет опущена на глубину 10см? Давление воздуха нормальное. Краевой угол для воды - 60 градусов.
9) Две пластинки шириной 10см, находящиеся на расстоянии 0,01мм одна от другой, погружены нижними краями в воду. Какова сила притяжения между пластинками, если коэффициент поверхностного натяжения воды 0,07Н/м? Краевой угол для воды - 60 градусов.
10) Капля ртути массой 5г разбивается на 50 одинаковых капель. Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,465Н/м, ее плотность 13600кг/м3. Чему равно изменение свободной энергии поверхностного слоя ртути?
11) Капиллярная трубка с внутренним радиусом 0,3мм наполнена водой. Часть воды нависла внизу в виде капли, которую можно принять за часть сферы с радиусом 3мм. Определить длину столбика воды в трубке, если коэффициент поверхностного натяжения воды 0,07Н/м. Краевой угол для воды - 60 градусов.
12) На нижнем конце трубки диаметром 0,2см повисла шарообразная капля воды. Найти диаметр этой капли.
13) Найти массу воды, вошедшей в стеклянную трубку с диаметром канала 0,8мм, опущенную в воду на малую глубину. Считать смачивание полным. Краевой угол для случая смачивания предполагается равным нулю.
14) Какую работу надо совершить при выдувании мыльного пузыря, чтобы увеличить его объем от 8см3 до 16см3. Считать процесс изотермическим. Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды 0,04Н/м.
15) Какая энергия выделится при слиянии двух капель ртути диаметром 0,8мм и 1,2мм в одну каплю?
16) Глицерин поднялся в капиллярной трубке с диаметром канала 1мм на высоту 20мм. Определить поверхностное натяжение глицерина. Краевой угол для глицерина - 30 градусов.
| 17) Рамка ABCD с подвижной медной перекладиной KL затянута мыльной пленкой (см. рис.). Каков должен быть диаметр перекладины KL, чтобы она находилась в равновесии? Найти длину перекладины, если известно, что при перемещении перекладины на 1см совершается работа 45мкДж (процессизотермический). Коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды 0,04Н/м. |  |
18) Каким должен быть внутренний диаметр капилляра, чтобы при полном смачивании вода в нем поднималась на 2см? Задачу решить, когда капилляр находится на Луне. Краевой угол для случая смачивания предполагается равным нулю.
19) Прямоугольная проволочная рамка массой m=1г, стороны которой равны a=5см и b=10см, касается поверхности воды всеми своими сторонами. Какую вертикальную силу необходимо приложить, чтобы оторвать рамку от поверхности воды? Коэффициент поверхностного натяжения воды 0,07Н/м.
20) Длинная, открытая с обоих концов тонкостенная капиллярная трубка радиусом 1мм расположена вертикально. Какова максимально возможная высота столба воды, находящейся в трубке? Краевой угол для воды - 60 градусов.
21) Смачиваемый водой кубик массой 4г плавает на поверхности воды. Длина ребра кубика 3см. На какой глубине находится нижняя грань кубика?
22) Оцените максимальный размер капель воды, которые могут висеть на потолке.
23) Радиусы колен открытой с двух сторон U- образной стеклянной трубки 1мм и 2мм. В трубку налита ртуть. К какому колену трубки следует присоединить откачивающий насос и какую разность давлений в коленах трубки он должен создать, чтобы уровни ртути в обоих коленах оказались одинаковыми? Краевой угол для ртути - 138 градусов.
24) В длинном открытом с обеих сторон вертикальном капилляре находится столбик воды высотой 2см. Каков радиус кривизны нижнего мениска, если внутренний радиус капилляра 0,5мм? Краевой угол для воды - 60 градусов.
25) Конец стеклянной капиллярной трубки радиусом 0,5мм опущен в воду на глубину 2см. Какое избыточное давление необходимо создать в трубке, чтобы выдуть пузырек воздуха через ее нижний конец? Краевой угол для воды - 60 градусов.
26) Какую силу нужно приложить к горизонтальному алюминиевому кольцу высотой 10мм, внутренним диаметром 50мм и внешним диаметром 52мм, чтобы оторвать его от поверхности воды?
27) Кольцо внутренним диаметром 25мм и внешним диаметром 26мм подвешено на пружине и соприкасается с поверхностью жидкости. Жесткость пружины 9,8•10 -7Н/м. При опускании поверхности жидкости кольцо оторвалось от нее при растяжении пружины на 5,3мм. Найти поверхностное натяжение жидкости.
28) На сколько нагреется капля ртути, полученная от слияния двух капель радиусом 1мм каждая?
29) Найти разность уровней ртути в двух сообщающихся капиллярах, внутренние диаметры которых 1мм и 2мм. Краевой угол для ртути - 138 градусов.
30) На поверхность воды положили жирную (полностью несмачиваемую водой) стальную иголку. Каков наибольший диаметр иголки, при котором она еще может держаться на воде?