Упражнение 6

1. Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром D = 12 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора считать равным 4 • 10^-2 Н/м.

2. Каким усилием можно оторвать тонкое металлическое кольцо от мыльного раствора (σ = 4 • 10^-2 Н/м), если диаметр кольца 15,6 см, масса 7,0 г и кольцо соприкасается с раствором по окружности?

3. Каким образом, используя явления смачивания и несмачивания, можно осуществить минимальный и максимальный термометры?

4. При удалении с поверхности ткани жирного пятна рекомендуется смачивать пропитанной бензином ваткой края пятна. Смачивать бензином сразу само пятно не следует. Почему?

5. Чтобы мазь лучше впитывалась в смазанные лыжные ботинки, их нагревают. Как нужно нагревать ботинки — снаружи или изнутри?

6. Почему с помощью утюга можно вывести пятно жира с костюма?

7. Почему при сушке дров на солнце на конце полена, находящемся в тени, выступают капельки воды?

8. На сколько давление воздуха внутри мыльного пузыря больше атмосферного давления, если диаметр пузыря D = 10 мм? Поверхностное натяжение мыльного раствора а = 4 · 10^-2Н/м.

9. Из трубки с раструбами на концах выдули два мыльных пузыря (рис. 7.31), после чего закрыли пальцем трубку С. Будет ли воздух переходить из одного пузыря в другой? До каких пор?

Рис. 7.31

10. В носик стеклянной трубки от пипетки (рис. 7.32) попадает капля воды. В какую сторону при этом устремляется капля — к широкому или узкому концу трубки? Почему?

Рис. 7.32

11. В дне чайника имеется круглое отверстие диаметром 0,1 мм. До какой высоты можно налить воду в чайник, чтобы она не выливалась через отверстие? Сохранится ли это условие, если воду в чайнике нагревать?

12. Конец стеклянной капиллярной трубки радиусом r = 0,05 см опущен в воду на глубину h = 2 см. Какое давление необходимо, чтобы выдуть пузырек воздуха через нижний конец трубки?

13. Смачивающая жидкость плотностью ρ поднялась в капиллярной трубке на высоту h. Каково давление в жидкости внутри капилляра на высоте h/4? Атмосферное давление равно р₀.

14. Докажите, что в случае неполного смачивания (θ ≠ 0) высота поднятия жидкости в вертикальной капиллярной трубке вычисляется по формуле: , где θ — краевой угол,r — радиус канала трубки и ρ — плотность жидкости. Как изменится формула , если сосуд с жидкостью будет установлен в лифте, движущемся с ускорением, направленным вверх? вниз?

15. Длинную капиллярную трубку радиусом 0,8 мм заполнили водой и перевели в вертикальное положение. Найдите массу жидкости, оставшейся в трубке после того, как часть воды вылилась.

16. В капиллярной трубке, опущенной вертикально в воду на глубину l, вода поднялась на высоту h (рис. 7.33). Нижний конец трубки закрывают, вынимают ее из воды и снова открывают. Определите длину столбика воды, оставшейся в трубке.

Рис. 7.33

17. Стеклянная капиллярная трубка, внутренний диаметр которой d = 0,5 мм, погружена в воду. Верхний конец трубки выступает на h = 2 см над поверхностью воды. Какую форму имеет мениск? Чему равен его радиус кривизны?

18. Капиллярная стеклянная трубка имеет радиус канала r = 0,05 см и запаяна сверху. Трубка открытым концом опускается вертикально в воду. Какой длины следовало бы взять трубку. чтобы при этих условиях вода в ней поднялась на высоту h = 1 см? Давление воздуха р₀ = 10⁵ Па. Поверхностное натяжение воды а = 7 · 10^-2 Н/м.

19. Каким образом можно без потерь налить жидкость в сосуд, находясь в условиях невесомости (на космическом корабле)? Как в этих условиях извлечь жидкость из сосуда?

20. Великому датскому физику Н. Бору довелось однажды мыть посуду в горной альпийской хижине. Он был крайне удивлен, увидев, что можно получить чистую посуду с помощью небольшого количества грязной воды и грязной тряпки. В чем здесь дело?