Чтобы определить, на какую высоту поднимется вода в капилляре, можно использовать формулу для капиллярного подъема:
\[ h = \frac{2 \cdot \sigma}{\rho \cdot g \cdot r} \]
где:
- \( h \) — высота подъема жидкости,
- \( \sigma \) — коэффициент поверхностного натяжения жидкости (в данном случае воды),
- \( \rho \) — плотность жидкости (для воды примерно 1000 кг/м³),
- \( g \) — ускорение свободного падения (примерно 9,81 м/с²),
- \( r \) — радиус капилляра.
Давайте подставим известные значения в формулу.
- Коэффициент поверхностного натяжения воды: \( \sigma = 73 \times 10^{-3} \) Н/м.
- Радиус капилляра: \( r = 0,2 \) мм = \( 0,2 \times 10^{-3} \) м.
- Плотность воды: \( \rho = 1000 \) кг/м³.
- Ускорение свободного падения: \( g = 9,81 \) м/с².
Теперь подставим значения в формулу:
\[ h = \frac{2 \cdot (73 \times 10^{-3})}{1000 \cdot 9,81 \cdot (0,2 \times 10^{-3})} \]
Теперь вычислим это:
Сначала посчитаем числитель: \[ 2 \cdot (73 \times 10^{-3}) = 146 \times 10^{-3} \text{ Н/м} \]
Теперь посчитаем знаменатель: \[ 1000 \cdot 9,81 \cdot (0,2 \times 10^{-3}) = 1000 \cdot 9,81 \cdot 0,0002 = 1,962 \text{ Н} \]
Подставляем в формулу: \[ h = \frac{146 \times 10^{-3}}{1,962} \]
Вычислим \( h \): \[ h \approx 0,0744 \text{ м} = 7,44 \text{ см} \]
Таким образом, вода поднимется примерно на 7,44 см в капилляре с радиусом 0,2 мм.