лярі має бути дорівнює тиску на тому ж рівні в посудині (закон сполучених посудин), то рідкость піднімається в капілярі для компенсації зменшення тиску на висоту h:.
, (12.5)
де R - радіус кривизни поверхні рідини в капілярі:
,
де - радіус капіляра, - крайовий кут. Тоді рівняння (12.5) перетворюється до виду
,
звідки
,
збігається з (12.3).
Якщо рідина не змочує поверхню капіляра, то поверхня рідини в капілярі буде опуклою і. За законом сполучених посудин рідину в капілярі опускається.
. Теплове розширення твердих тіл і рідких тіл
З ростом температури зростає кінетична енергія теплового руху молекул і внаслідок цього зростає середня відстань між ними. З термодинамічної точки зору це означає, що збільшується потенційна енергія взаємодії молекул. При цьому відбувається розширення як твердих, так і рідких тіл. При нагріванні
, (13.1)
де - лінійний розмір при температурі, - розмір при, - коефіцієнт лінійного розширення. Зазвичай довжину при нагріванні на визначають за формулою
,
де і - лінійні розміри при температурах і.
Оцінимо помилку при розрахунку за формулою (13.2). Якщо відомий розмір тіла при при температурі, то з (13.1) можна визначити довжину при:
.
Тоді
.
Можна вважати, що
з точністю до членів порядку. Звідси
.
Таким чином, формулою (13.2) можна користуватися, якщо членами порядку можна знехтувати.
Обсяг тіла змінюється за законом
, (13.3)
де - об'єм тіла при, - коефіцієнт об'ємного розширення. Знайдемо зв'язок між коефіцієнтами об'ємного і лінійного розширення і. При нагріванні кубика довжина сторони змінюється за законом (13.1), а обсяг кубика
.
Водночас, згідно (13.3),
.
Прирівнюючи ці два вирази, отримаємо
,
звідки, якщо знехтувати членами порядку. Це співвідношення справедливо для невеликих значень температури, поки твір дійсно мало. Зауважимо, що - величини порядку -. При нагріванні змінюється щільність речовин, маса залишається постійною, а обсяг збільшується:
.
Підставивши в цю формулу (13.3), отримаємо
,
де - щільність при
14. Закон збереження енергії в термодинаміці. Рівняння теплового балансу
Система, надана сама собі, прагнути до рівноважного стану. Рівноважний стан в термодинаміки означає, що температура і тиск у всіх точках будуть однакові. У рівноважному стані припиняється процес теплопередачі.
Якщо система ізольована, то, очевидно, що при переході в рівноважний стан якісь частини системи віддають тепло (), якісь отримують (). При цьому, оскільки (система ізольована), то. Це вираз можна переписати у вигляді
,
де,. У ряді процесів тепло може поглинатися або виділятися тілом, і ці процеси не призводять до зміни температури тіла, як це спостерігається майже при всіх фазових перетвореннях.
Плавлення - процес перетворення кристалічного твердого тіла в рідину. Процес п...
