2018-04-16
Вертикальный капилляр привели в соприкосновение О поверхностью воды. Какое количество тепла выделится при поднятии веды по капилляру? Смачивание считать полным, поверхностное натяжение равно $\alpha$.
Решение:
Если жидкость поднимается до высоты $h$, энергия столба жидкости становится
$E = \rho g \pi r^{2}h \frac{h}{2} - 2 \pi r h \alpha = \frac{1}{2} \rho g \pi \left ( rh - 2 \frac{ \alpha}{ \rho g } \right )^{2} - \frac{2 \pi \alpha^{2} }{ \rho g}$
Она минимально, когда $rh = \frac{2 \alpha}{ \rho g}$ эта высота, на которую должна подниматься вода.
С этой точки зрения, $E_{min} = - \frac{2 \pi \alpha^{2} }{ \rho g}$
Поскольку $E = 0$ при отсутствии поверхностного натяжения теплота $Q = \frac{2 \pi \alpha^{2} }{ \rho g}$ - высвобожденная.