Будем проводить эксперимент с водой, а не кофе, ибо вода доступнее. И кофе, и вода - жидкости, сделанные выводы будут касаться обеих жидкостей.
Вообще, нужно понимать, почему вода остывает. Уясним себе один факт - постоянный теплообмен. Сформулирую закон попроще: всё в мире, что касается друг друга, постоянно пытается достичь одинаковой температуры.
Итак, раз мы знаем факт теплообмена, нетрудно догадаться, почему вода остывает: она пытается достичь одной температуры с тем, с чем контактирует - с воздухом в комнате.
Нам понадобятся:
1) Термометр, рассчитанный до 100°C
2) Два одинаковых цилиндрических стакана
3) Линейка
Поехали! :)
Вместо объёма мы будем пользоваться высотой, ибо объём и высота прямо пропорциональны (V = S * h)
1) Наливаем горячую воду из под крана в первый стакан. Мерим температуру воды T01 термометром и высоту воды h1 в стакане линейкой.
3) Приложив линейку ко второму стакану, наливаем горячую воду высотой в два раза ниже, чем в предыдущем стакане:
h2 = h1 / 2.
Температура приблизительно та же, что и в первом, T02 = T01.
4) Ждём 5 минут, оставляя стаканы открытыми.
5) Ещё раз мерим температуру воды в стаканах, T1 и T2.
6) Считаем изменение температуры в первом стакане:
ΔT₁ = T₁ - T₀₁
И во втором стакане:
ΔT₂ = T₂ - T₀₂
7) Подставляем известные значения в формулу:
Равенство приблизительно сходится.
Вывод: чем больше объём жидкости, тем медленнее жидкость будет остывать.
Объяснение:
1) Условие равновесия капельки (см. рисунок):
\displaystyle \vec{F_k}+m\vec{g}=0
F
k
+m
g
=0
Или:
\displaystyle F_k=mgF
k
=mg
Таким образом, Кулоновская сила равна силе тяжести, действующей на капельку:
\displaystyle F_k=3.2*10^{-6}*10=3.2*10^{-5}F
k
=3.2∗10
−6
∗10=3.2∗10
−5
Н или 32 мкН
Очевидно, чтобы капелька была в равновесии, верхняя пластина должна быть заряжена положительно, а нижняя - отрицательно.
2) Дано:
F=56 мН;
V=4 см³;
ρ=0,6 г/см³;
Найти: Т
СИ: F=56*10⁻³ Н; V=4*10⁻⁶ м³; ρ=600 кг/м³
Масса капельки:
\displaystyle m=\rho V=600*4*10^{-6}=2.4*10^{-3}m=ρV=600∗4∗10
−6
=2.4∗10
−3
кг
Сила тяжести, действующая на капельку:
\displaystyle F_T=mg=2.4*10^{-3}*10=24*10^{-3}F
T
=mg=2.4∗10
−3
∗10=24∗10
−3
Н или 24 мН
Ясно, что Кулоновская сила должна быть направлена вниз (иначе нить не будет натянута), сила натяжения нити:
\displaystyle T=F+F_T=56+24=80T=F+F
T
=56+24=80 мН
ответ: 80 мН.