Разделы 
Дополнительно
Задача по физике - 10410
2019-05-11 
Маленькие капли жидкости различных размеров находятся в закрытом сосуде, стенки которого не смачиваются этой жидкостью. В течение достаточно длительного времени размер самых маленьких капель уменьшается, в то время как у больших он увеличивается, и, наконец, в сосуде остается только одна большая капля. Как объяснить такое явление?
Решение:
Рассмотрим закрытый сосуд, содержащий некоторое количество жидкости и ее насыщенный пар, заполняющий остальную часть сосуда. Пусть капиллярная трубка радиусом $r$ погружена в жидкость, которая не смачивает ее стенки (рис.). В этих условиях уровень жидкости в капиллярной трубке опускается на $h$ относительно поверхности жидкости в сосуде. Величину $h$ можно найти, используя условие равновесия между гидростатической силой и силой поверхностного натяжения жидкости:
$2 \pi r \sigma = \rho gh \pi r^{2}$,
где $\sigma$ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости, $\rho$ - ее плотность. Это условие дает
$h = \frac{2 \sigma }{ \rho gr}$
Жидкость находится в равновесии со своим насыщенным паром и в капиллярной трубке, и на плоской поверхности жидкости. В капиллярной трубке, однако, давление пара у поверхности немного выше. Разность вызвана давлением столба пара высотой $h$ и плотностью $\rho_{п}$ над поверхностью. Из этого следует, что
$\Delta p_{п} = \rho_{п} gh = \frac{2 \sigma }{r} \frac{ \rho_{п}}{ \rho}$.
Так как $\rho_{п} \ll \rho$, эта разность между давлениями намного меньше, чем разность давлений за счет кривизны, соответствующей радиусу $r$. Но если подождать существенное время, то этого может оказаться достаточно.
Маленькие капли жидкости различных размеров находятся в закрытом сосуде, стенки которого не смачиваются этой жидкостью. В течение достаточно длительного времени размер самых маленьких капель уменьшается, в то время как у больших он увеличивается, и, наконец, в сосуде остается только одна большая капля. Как объяснить такое явление?
Решение:
Рассмотрим закрытый сосуд, содержащий некоторое количество жидкости и ее насыщенный пар, заполняющий остальную часть сосуда. Пусть капиллярная трубка радиусом $r$ погружена в жидкость, которая не смачивает ее стенки (рис.). В этих условиях уровень жидкости в капиллярной трубке опускается на $h$ относительно поверхности жидкости в сосуде. Величину $h$ можно найти, используя условие равновесия между гидростатической силой и силой поверхностного натяжения жидкости:
$2 \pi r \sigma = \rho gh \pi r^{2}$,
где $\sigma$ - коэффициент поверхностного натяжения жидкости, $\rho$ - ее плотность. Это условие дает
$h = \frac{2 \sigma }{ \rho gr}$
Жидкость находится в равновесии со своим насыщенным паром и в капиллярной трубке, и на плоской поверхности жидкости. В капиллярной трубке, однако, давление пара у поверхности немного выше. Разность вызвана давлением столба пара высотой $h$ и плотностью $\rho_{п}$ над поверхностью. Из этого следует, что
$\Delta p_{п} = \rho_{п} gh = \frac{2 \sigma }{r} \frac{ \rho_{п}}{ \rho}$.
Так как $\rho_{п} \ll \rho$, эта разность между давлениями намного меньше, чем разность давлений за счет кривизны, соответствующей радиусу $r$. Но если подождать существенное время, то этого может оказаться достаточно.
