10. Struktura a vlastnosti kapalin - úlohy

1) Pohyblivá příčka AB délky 40 mm na rámečku s mýdlovou blánou je v rovnovážné poloze, je-li zatížena závažím o hmotnosti 320 mg. Určete velikost povrchové síly, která působí na příčku, a povrchové napětí mýdlového roztoku ve styku se vzduchem. Tíhové zrychlení je 10 m.s-2. Hmotnost příčky je vzhledem k hmotnosti závaží zanedbatelná.

(1,6 mN, 40 mN.m-1)


2) Sirka o délce 4 cm plave na povrchu vody. Jestliže na jednu stranu povrchu vody rozděleného sirkou nalijeme opatrně trochu mýdlového roztoku, začne se sirka na povrchu vody pohybovat směrem od mýdlového roztoku k čisté vodě. Určete velikost a směr síly působící na sirku. Povrchové napětí vody je 73 mN.m-1, mýdlového roztoku 40 mN.m-1.

(1,3 mN)


3) Z nádoby vytéká svislou kapilárou o poloměru 1 mm líh. Za každou sekundu odpadne jedna  kapka. Za jakou dobu vyteče z nádoby líh o hmotnosti 10 g? Povrchové napětí lihu je 22 mN.m-1, tíhové zrychlení 9,81 m.s-2.

(11 min 50 s)


4) Tenký hliníkový prstenec o poloměru 7,8 cm a hmotnosti 7 g se dotýká povrchu mýdlového roztoku. Jakou silou je třeba působit na prstenec, aby se od povrchu roztoku odtrhl? Povrchové napětí mýdlového roztoku ve vodě je 40 mN.m-1, tíhové zrychlení je 10 m.s-2.

(0,11 N)


5) Jaký tlak má vzduch v kulové bublině o průměru 10-3 mm v hloubce 2 m pod volnou hladinou vody, je-li atmosférický tlak 1000 hPa? Povrchové napětí vody ve styku se vzduchem je 73 mN.m-1, hustota vody je 103 kg.m-3 a tíhové zrychlení je 10 m.s-2.

(4,1.105 Pa)


6) Určete hmotnost vody, která v důsledku kapilární elevace vystoupí v kapiláře o vnitřním průměru 0,5 mm. Povrchové napětí vody je 73 mN.m-1, tíhové zrychlení je 9,81 m.s-2. Předpokládáme, že voda dokonale smáčí stěny nádoby.

(12 mg)


7) Kanystr ze železného plechu je naplněn až po okraj petrolejem o teplotě 5°C. Vnitřní objem kanystru při této teplotě je 10 l. Určete objem petroleje, který z kanystru vyteče, jestliže ho umístíme v místnosti, ve které je teplota 20°C. Objemovou roztažnost samotného kanystru neuvažujte. Jak se změní řešení této úlohy, budeme-li objemovou roztažnost kanystru uvažovat? Teplotní součinitel objemové roztažnosti petroleje je 10-3 K-1, teplotní součinitel délkové roztažnosti železa je 12.10-6 K-1.

(150 cm3, 144,6 cm3)