2018-04-16
Стеклянный капилляр длины $l = 110 мм$ с диаметром внутреннего канала $d = 20 мкм$ опустили в вертикальном положении в воду. Верхний конец капилляра запаян. Наружное давление воздуха нормальное. Какая длина $x$ капилляра должна быть погружена в воду, чтобы уровень воды в капилляре совпадал с поверхностью воды вне его?
Решение:
Первоначально давление воздуха в капилляре равно $p_{0}$, а длина равна $l$. При погружении под воду давление воздуха в части над водой должно быть $p_{0} + 4 \frac{ \alpha}{d}$, так как уровень воды внутри капилляра совпадает с уровнем снаружи. Таким образом, по закону Бойля
$\left ( p_{0} + \frac{2 \alpha}{d} \right ) (l - x) = p_{0}l$
или $\frac{4 \alpha}{d} (l - x) = p_{0}x$ или $x = \frac{l}{1 + \frac{p_{0}d }{4 \alpha} }$