Um tubo capilar de
de diâmetro é inserido verticalmente em água exposta a atmosfera. Determine quão alto a água vai chegar dentro do tubo. Considere o ângulo de contato na parede interna do tubo como
e a tensão superficial como
.
Passo 1
Vamos resolver um exercício de física sobre capilaridade. Temos um tubo capilar com diâmetro de
inserido verticalmente em água. Precisamos descobrir até que altura a água vai subir dentro desse tubo. Para isso, vamos utilizar conceitos de tensão superficial e ângulo de contato.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar a fórmula que relaciona a altura de subida da água no tubo capilar:
Onde:
-
é a altura que a água sobe, -
é a tensão superficial da água, -
é o ângulo de contato, -
é a densidade da água, -
é a aceleração da gravidade, -
é o raio do tubo.
Passo 3
Vamos identificar os valores fornecidos:
- Diâmetro do tubo,
, - Ângulo de contato,
, - Tensão superficial,
.
Passo 4
Calculamos o raio do tubo:
Passo 5
Usamos os valores padrão para a densidade da água e a aceleração da gravidade:
- Densidade da água,
, - Aceleração da gravidade,
.
Passo 6
Substituímos todos os valores na fórmula:
Resposta
Após calcular, a água sobe aproximadamente
dentro do tubo capilar.