Question

Почему вода поднимается по тонким трубкам имеет вогнутый мениск а ртуть опускается и её поверхность имеет выпуклый мениск?

Answer 1

Ответ:

Молекулярная физика и термодинамика

Один набор капилляров заполняем ртутью, а другой - водой и устанавливаем на подъемный столик, который помещаем внутрь оптической скамьи между конденсором и объективом. Перемещая объектив, формируем на экране наблюдения четкое изображение жидкостей в капиллярах. В капиллярных трубках с водой уровень жидкости наибольший в самом тонком капилляре и наименьший - в наиболее толстом. Максимальное опускание в самом тонком капилляре, а в толстом уровень ртути наибольший. Эти эффекты объясняются тем, что под искривленной поверхностью (под мениском) существует добавочное давление Лапласа, которое может быть как отрицательным, так и положительным. Все зависит от того, какой мениск - выпуклый или вогнутый.

Объяснение:

Answer 2

Этот феномен объясняется свойствами поверхностного натяжения, а также различиями в силе адгезии и силе когезии между жидкостью и материалом трубки.

Поверхностное натяжение - это явление, при котором молекулы воды (и других жидкостей) на поверхности образуют слой с более высокой плотностью, чем внутри жидкости. Это приводит к образованию молекулярного "пленка" на поверхности жидкости, который старается минимизировать свою площадь. Вода стремится сократить свою поверхностную энергию, образуя вогнутый мениск в тонкой трубке. В этом случае адгезия (притяжение молекул жидкости к материалу трубки) преобладает над когезией (притяжение молекул жидкости друг к другу).

С ртутью ситуация обратная. Ртуть обладает меньшим поверхностным натяжением по сравнению с водой и имеет более слабую адгезию к большинству материалов. Когезия между молекулами ртути преобладает над адгезией к материалу трубки. Поэтому ртуть ведет себя по-другому: она создает выпуклый мениск в тонкой трубке, потому что её молекулы не столь сильно притягиваются к поверхности трубки, и они стремятся уйти друг от друга.

Итак, различия в менисках и поведении воды и ртути в трубках связаны с балансом сил адгезии и когезии, а также с поверхностным натяжением этих жидкостей.