Nội dung bài giảng
Một lượng nước trong ống nhỏ giọt ở 200C chảy qua miệng ống tạo thành 48 giọt. Cùng lượng nước này ờ 40°C chảy qua miệng ống tạo thành 50 giọt. Cho biết hệ số căng bề mặt của nước ở 20°C là 72,5. 10-3 N/m. Bỏ qua sự dãn nở nhiệt của nước. Xác định hệ số căng bề mặt của nước ở 40°C, lấy g ≈ 9,8 m/s2.
Hướng dẫn trả lời:
Khi giọt nước rơi khỏi miệng ống nhỏ giọt thì trọng lượng P của nó bằng lực căng bề mặt Fc tác dụng lên giọt nước tại miệng ống :
P = Fc
Thay \(P = {{mg} \over n} = {{DVg} \over n}\) và Fc = σπd, với m và V là khối lượng và thể tích của khối nước trong ống nhỏ giọt, n là số giọt nước chảy ra khỏi miệng ống, d là đường kính miệng dưới của ống, D và σ là khối lượng riêng và hệ số căng bề mặt của nước, ta tìm được :
\(\sigma = {{{F_c}} \over {\pi d}} = {{DVg} \over {n\pi d}}\)
Với cùng thể tích V của nước trong ống, thì hệ số căng bề mặt của nước :
- Ở 20°C có số giọt nước n1 chảy khỏi miệng ống sẽ là : \({\sigma _1} = {{DVg} \over {{n_1}\pi d}}\)
- Ở 40°C có số giọt nước n2 chảy ra khỏi miệng ống sẽ là :\({\sigma _2} = {{DVg} \over {{n_2}\pi d}}\)
Từ đó suy ra : \({{{\sigma _2}} \over {{\sigma _1}}} = {{{n_1}} \over {{n_2}}} = > {\sigma _2} = {\sigma _1}{{{n_1}} \over {{n_2}}}\)
Thay số, ta tìm được : \({\sigma _2} = 72,{5.10^{ - 3}}.{{48} \over {50}} = 69,{6.10^{ - 3}}\left( {N/m} \right)\)