Физика решение задач Кинематика Динамика Работа, энергия, мощность Силы упругости Молекулярная физика и термодинамика Свойства жидкостей Электричество Постоянный ток Электромагнетизм Электромагнитная индукция Оптика Фотометрия

Свойства жидкостей

Основные законы и формулы

1. Коэффициент поверхностного натяжения:

 , (1)

где F – сила поверхностного натяжения, действующая на контур l, ограничивающий поверхность жидкости, или

 , (2)

где  – изменение свободной энергии поверхностного слоя жидкости, связанное с изменением  поверхности этого слоя.

Формула (1) показывает, что коэффициент поверхностного натяжения есть величина, численно равная силе, действующей на единицу длины границы раздела поверхности жидкости.

Из формулы (2) следует, что коэффициент поверхностного натяжения есть величина, численно равная изменению свободной энергии слоя жидкости при изменении площади ее на единицу.

2. Формула Лапласа, выражающая давление р, создаваемое изогнутой поверхностью жидкости:

а) в общем случае

,

где R1 и R2 – радиусы кривизны двух взаимно перпендикулярных сечений поверхности жидкости;

б) в случае сферической поверхности

.

3. Высота подъема жидкости в капиллярной трубке

,

где θ – краевой угол; при полном смачивании стенки трубки жидкостью θ=0, при полном несмачивании стенки трубки жидкостью θ=, R – радиус канала трубки, – плотность жидкости, g – ускорение свободного падения.

4. Высота подъема жидкости между двумя близкими и параллельными друг другу плоскостями:

,

где d – расстояние между плоскостями.

Примеры решения задач

Пример 1. Определить плотность смеси газов из моль азота и моль кислорода, которая содержится в баллоне при температуре t=170С и давлении МПа.

Решение. Согласно определению плотности имеем

 , (1)

где m1 и m2 – массы азота и кислорода соответственно; V – объем баллона.

Выразим массу каждого газа через количество вещества и молярную массу:

 ,  (2)

Для определения объема газа в баллоне воспользуемся уравнением Менделеева-Клапейрона для смеси газов:

,

где R – молярная газовая постоянная; Т – термодинамическая температура. Тогда

 . (3)

Подставив выражения (2) и (3) в (1), получим

 . (4)

Вычислим искомую плотность:

 кг/м3=31,8 кг/м3.


Физика атома и атомного ядра