Остановка движения мениска

Движение мениска останавливается в двух следующих случаях:

1)      когда высота поднятого столба воды К считая от поверхности уровня А А, достигнет величины, при которой вес столба на единицу поперечного сечения трубки hA будет равен подъемной силе мениска; это будет максимальная высота, до которой может подняться капиллярная вода в трубке данного диаметра. 2)      когда поднимающийся мениск встретит верхний край трубки раньше, нежели будет достигнута высота Л шах, т. е. когда высота верхнего края трубки будет возвышаться над поверхностью уровня А  на величину, меньшую. В этом случае миниск, достигнув верхнего кран, изменит свою форму и сделается более плоским, причем радиус кривизны мениска устанавливается таким, при котором подъемная сила Q, определяемая по формуле, будет как раз равна весу поднятого столба воды, т. е. Q—Ah.

Таким образом в гидростатическом состоянии подъемная сила мениска всегда равна весу столба hA высотой, равной вертикальному расстоянию между мениском и поверхностью уровня.

Предположим, что, опустив нижним концом капиллярную трубку в сосуд А, мы вызвали в ней капиллярное поднятие воды до точки. Поставим себе задачей определить гидростатическое давление воды в какой-либо точке внутри трубки. Так как трубка и пространство А представляют собой систему сообщающихся сосудов, то мы можем воспользоваться для определения давления w формулой. Но для точки величина У будет больше Н, а следовательно, согласно формуле давление w получится отрицательным, т. е. в этой точке вода подвергается растяжению. Это растяжение будет наибольшим в точке с непосредственно около мениска и постепенно падает по мере того, как мы опускаемся по трубке вниз, обращаясь в нуль в точке g на поверхности уровня. Итак, каждая частица воды, расположенная выше поверхности уровня на высоту h, испытывает растягивающее напряжение, равное A h.




Дата 29.03.2015