Мениск в U-образном капилляре?

Как выглядит мениск U-образного капилляра?

Из подобных вопросов я узнал, что общая высота (обозначенная как h), достигнутая водой в несогнутом капилляре, меньше общего расстояния , пройденного водой в согнутом капилляре, потому что сила тяжести «тянет» воду дальше. вниз.

Если предположить, что это правда (поправьте меня, если это не так), будет ли вода продолжать движение через изгиб, пока не достигнет отверстия трубы? Или это могло остановиться где-то раньше?

Теперь, если предположить, что вода достигает отверстия капилляра, будет ли форма мениска такой же, как у A, B или C? Я читал, что если высота капилляра недостаточна, вода будет останавливаться вверху, и мениск будет постепенно становиться все более и более выпуклым, где предел 0 градусов (так, плоский мениск). Я думал, что в U-образном капилляре вода будет притягиваться вниз под действием силы тяжести, поэтому я думал, что мениск будет иметь форму буквы C.

Я прочитал много подобных вопросов, но не могу найти ответ, поэтому я решил создать учетную запись StackExchange, чтобы спросить, ха-ха. Заранее спасибо!Мениски или мениски???

Ответы (1)

См. Википедию « Кривизна поверхности и давление », а также объяснение и расчеты « закона Юрина со стеклом и водой » и « гистерезиса ». Точные результаты требуют лабораторных условий с чистым атомарно-гладким стеклом и чистой водой, шероховатость поверхности и примеси портят расчеты.

Высота мениска (ваша первая (немаркированная) пробирка):

Вода будет подниматься только до час в прямой капиллярной трубке.

"Высота час столба жидкости определяется законом Юрина

час "=" 2 γ потому что ⁡ θ р г р ,

где γ поверхностное натяжение жидкость-воздух (сила на единицу длины), θ контактный угол, р - плотность жидкости (масса/объем), г - местное ускорение из-за силы тяжести (длина / квадрат времени [28]), и р это радиус трубы. Таким образом, чем тоньше пространство, в котором может перемещаться вода, тем выше она поднимается.

Для заполненной водой стеклянной трубки в воздухе в стандартных лабораторных условиях γ = 0,0728 Н/м при 20 °С, р = 1000 кг/м3, и г = 9,81 м/с2. Для этих значений высота водяного столба равна

час ≈ 1,48 × 10 − 5 р   м .

Таким образом, для стеклянной трубки радиусом 2 м (6,6 фута) в лабораторных условиях, указанных выше, вода поднимется на незаметные 0,007 мм (0,00028 дюйма). Однако для трубки радиусом 2 см (0,79 дюйма) вода поднимется на 0,7 мм (0,028 дюйма), а для трубки радиусом 0,2 мм (0,0079 дюйма) вода поднимется на 70 мм (2,8 дюйма).

Высота против диаметра.Высота воды в капилляре в зависимости от диаметра капилляра

Таким образом, трубка с внутренним диаметром 0,2 мм и длиной более 3 дюймов имеет только 2,8 дюйма, если в ней есть вода.

" гистерезис "

«…жидкость продвигается по ранее сухой поверхности, но отступает от ранее влажной поверхности…».

Первая трубка нарисована правильно, обозначенные трубки имеют форму C (выдвигаются от ранее влажной поверхности), а расстояние равно час во всех случаях. Если трубка была намного длиннее, заполнена водой, а конец был ниже резервуара, то вы получите сифон и воду, выходящую за пределы резервуара. час , иначе примерно час место, где останавливается вода (в зависимости от вышеупомянутых требований).

Интересно, чтобы мениск был выпуклым вниз. Спасибо за ваш ответ.
Мениск в U-образном капилляре?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v