|
Feladat: |
3330. fizika feladat |
Korcsoport: 16-17 |
Nehézségi fok: átlagos |
Megoldó(k): |
Fehérvári Bence , Hárs Annamária , Komjáthy Júlia , Rácz Judit , Selyem Noémi Renáta , Szilágyi Tamás |
Füzet: |
2001/február,
118 - 119. oldal |
PDF | MathML |
Témakör(ök): |
Görbületi nyomás, Felületi feszültségből származó energia, Elektromos mező energiája, energiasűrűsége, Feladat |
Hivatkozás(ok): | Feladatok: 2000/március: 3330. fizika feladat |
|
A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre. Jelöljük a buborék belsejében levő levegő nyomását töltetlen állapotban -gyel, az elektromosan feltöltött buboréknál -vel, a külső légnyomást pedig -lal. Képzeljük el, hogy a töltetlen buborékba egy szívószálon keresztül óvatosan még egy kevés levegőt fújunk, s ezáltal a sugara -ről egy kicsit nagyobb -re változik. A buborék térfogatának változása ilyenkor az általunk végvett munka tehát Ez a munka egyrészt a felület (külső és belső oldalának) változásából származó felületi energia növekedését fedezi: | | (2) | másrészt a külső légnyomás ellenében végzünk munkát (a légkört egy kicsit ,,megemeljük''). A munkatétel szerint , ahonnan (1), (2) és (3) felhasználásával Végezzük el ugyanezt a számítást az elektromosan töltött buborék esetében is, vagyis hasonlítsuk össze az sugarú és az sugarú buborékok energiaviszonyait. A buborék felfúvásakor végzett munka egyrészt a felületi energia növekedését fedezi: | | (6) | növeli a légkör helyzeti energiáját: továbbá változást idéz elő az elektromosan töltött szappanbuborék elektrosztatikus energiájában. Tekintettel arra, hogy egy töltésű, sugarú gömb (gömbkondenzátor) kapacitása (ahol a Coulomb-törvényben szereplő állandó), a elektrosztatikus energia megváltozása: | | (8) | Felírhatjuk, hogy , ahonnan (5)‐(8) alapján Feltételezhetjük még, hogy a buborék feltöltése közben a hőmérséklete nem változik, így a Boyle‐Mariotte-törvény alkalmazható: ahonnan (4) és (9) segítségével a folyadék felületi feszültsége kifejezhető: | |
Fehérvári Bence (Dombóvár, Illyés Gy. Gimn., 10. o.t.) dolgozata alapján |
|
|