Для визначення поверхневого натягу води десятикласник використав піпетку, діаметр вихідного отвору якої дорівнює 2 мм. Яке значення поверхневого натягу одержав юнак. якщо в ході досліду він з'ясував, що об'єм 40 краплин води дорівнює 2 мл?

Поверхневий натяг визначається як сила, яка діє на одиницю довжини на межі розділу двох фаз (у нашому випадку - води та повітря) і зазвичай позначається символом γ (гамма). Формула для обчислення поверхневого натягу має вигляд:

γ = F / L,

де F - сила, що діє на межі розділу двох фаз, L - довжина цієї межі.

У нашому випадку, використовуючи піпетку, ми отримали 40 краплин води об'ємом 2 мл. Тому об'єм однієї краплі буде 2 мл / 40 = 0,05 мл.

Діаметр вихідного отвору піпетки дорівнює 2 мм, отже радіус дорівнює 1 мм = 0,001 м. Довжина межі розділу води та повітря в краплі буде дорівнювати довжині кола з радіусом 0,001 м, тобто 2πr = 2π x 0,001 м = 0,00628 м.

Таким чином, ми можемо обчислити поверхневий натяг води за формулою:

γ = F / L = mg / L,

де m - маса однієї краплі, g - прискорення вільного падіння (приблизно 9,81 м/с²).

Маса однієї краплі буде дорівнювати масі 0,05 мл води, що має густину 1000 кг/м³:

m = ρV = 1000 кг/м³ x 0,05 мл / 1000 мл = 0,00005 кг.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Отже, γ = (0,00005 кг x 9,81 м/с²) / 0,00628 м = 0,078 Н/м.

Отримане значення поверхневого натягу води становить 0,078 Н/м.