Задачи на поверхностное натяжение

1. Почему трудно снять с руки мокрую перчатку?

2. В капилляре диаметром 2,8 мм, погруженном в воду перпендикулярно её поверхности, вода поднялась на высоту 1 см. Определите по этим данным коэффициент поверхностного натяжения. Ускорение свободного падения 9,8 м/с², плотность воды 103 кг/м³. (Ответ: σ =68,6 мН/м).

3. При температуре 0⁰ С коэффициент поверхностного натяжения на границе «вода-воздух» равен 75,6 мН/м, а при температуре 20⁰ С - 72,6 мН/м. На сколько процентов изменится масса капли, падающей из капилляра при изменении температуры от 0⁰ С до 20⁰ С ()? Таким образом, следует найти , т.е. для данного случая . (Ответ: увеличится на 4%).

4. Пузырёк воздуха, попавший в кровеносный сосуд, имеет радиусы кривизны 0,2 и 0,6 мм. Определить добавочное давление в пузырьке, препятствующее кровотоку. Ответ перевести в Паскали и мм.рт.ст. Коэффициент поверхностного натяжения на границе «кровь – воздух» 58 мН/м. (Ответ: p =386,7 Па = 2,9 мм.рт.ст).

5. Спирт поднялся по капиллярной трубке на высоту 55 мм, а вода - на высоту 146 мм. Определить плотность спирта, считая капилляр достаточно узким (радиус мениска равен радиусу капилляра). Коэффициенты поверхностного натяжения спирта и воды даны выше. (Ответ: ρ = 811 кг/м³).

6. Длинную капиллярную трубку радиусом 0,8 мм заполнили водой и перевели в вертикальное положение. Найти массу жидкости, оставшейся в трубке после того, как часть воды вылилась. (Ответ: m = 3,69 кг).

7. Из трубки диаметром 1,6 мм капает этиловый спирт. Сколько капель приходится на 1 г спирта? Диаметр шейки капли в момент отрыва считать равным диаметру трубки. (Ответ: n = 88 капель). Вертикальная капиллярная трубка радиусом r = 10^-4 м погружена в ртуть. Считая, что ртуть абсолютно не смачивает материала трубки, определить давление ртути в капилляре непосредственно под выпуклой (полусферической) поверхностью жидкости. Давление атмосферы не учитывать. Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,465 Н/м. (Ответ: p = 9,5 кПа).

8. Какого диаметра должен быть кончик трубки капельницы, чтобы при дозировке дистиллированной воды масса каждой капли равнялась 40 мг? (Ответ: D = 1,73 мм).

9. В кровеносном сосуде образовался пузырек воздуха. В результате течения крови пузырек воздуха деформировался, образовав поверхности с радиусами кривизны 0,1 и 0,5 мм. Определить дополнительное давление в сосуде, возникающее в результате деформации пузырька воздуха. (Ответ: p = 928 Па).

Литература

1. Баранов А.П., Рогачёв Г.М. Сборник задач и вопросов по медицинской физике. Мн. Вышэйшая школа, 1982, 190 стр.

2. Буховцев Б.Б., Климонтович Ю.Л., Мякишев Г.Я. Физика. Учебное пособие для 9 класса средней школы. М. Просвещение, 1980, 254 стр.

3. Горский Ф.К., Сакевич Н.М. Физический практикум с элементами электроники (для медицинских институтов). Мн. Вышэйшая школа, 1980, 272 стр.

4. Кухлинг Х. Справочник по физике. М. Мир, 1985, 519 стр.

5. Ландау Л.Д., Лившиц Е.М. Теоретическая физика. Том 1. М., Наука, 1988, 215 стр.

6. Ливенцев Н.М. Курс физики для медВУЗов. М. Высшая школа, 1974, 646 стр.

7. Ремизов А.Н., Максина А.Г., Потапенко А.Я. Учебник по медицинской и биологической физике. М. Дрофа, 2003, 560 стр.

Содержание

Почему это важно для медиков................................................................................................................... 3

Поверхностное натяжение............................................................................................................................... 5

Природа сил поверхностного натяжения........................................................................................................... 5

Смачивание и несмачивание....................................................................................................................... 10

Явление смачивания и его характеристики................................................................................................... 10

Явление адгезии........................................................................................................................................................ 12

Виды адгезии................................................................................................................................................................. 12

Связь адгезии с поверхностной энергией и углом смачивания........................................................... 15

Проявление адгезии в стоматологии................................................................................................................. 17

Капиллярные явления. Формула Лапласа......................................................................................... 18

Капиллярные явления................................................................................................................................................ 18

Значение капиллярных явлений........................................................................................................................... 20

Формула Лапласа........................................................................................................................................................ 22

Газовая эмболия....................................................................................................................................................... 25

Роль поверхностного натяжения лёгочного сурфрактанта в процессе дыхания 27

Методы определения коэффициента поверхностного натяжения........................ 30

Метод отрыва капель................................................................................................................................................. 30

Методы отрыва кольца и рамки........................................................................................................................... 32

Метод Ребиндера.......................................................................................................................................................... 34

Лабораторная работа............................................................................................................................................ 37

Задачи на поверхностное натяжение.................................................................................................. 39

Литература..................................................................................................................................................................... 41

Содержание.................................................................................................................................................................... 42