Do đường kính của hai ống mao dẫn khác nhau nên khi nhúng vào chất lỏng, cột chất lỏng dâng lên trong hai ống sẽ khác nhau. Hiệu số độ cao của các cột chất lỏng đó còn phụ thuộc vào bản chất của chất lỏng đó.

Đối với ête, hiệu số đó bằng:

Đối với dầu hỏa, hiệu số đó bằng:

Từ (1) và (2) :

Đáp án: A

Cột nước còn đọng lại được trong ống mao dẫn là do tác dụng cân bằng giữa trọng lượng P của cột nước với tổng các lực dính ướt f_c của thành ống tạo thành mặt khum lõm ở đầu trên và mặt khum lồi ở đầu dưới của cột nước (hình vẽ).

Tại vị trí tiếp xúc giữa hai mặt khum của cột nước với thành ống, các lực dính ướt f_c đều hướng thẳng đứng lên phía trên và có cùng độ lớn với lực căng bề mặt F_c của nước.

F_d = F_c = σ.π.d

với d là đường kính của ống mao dẫn và σ là hệ số căng bề mặt của nước.

Trọng lượng của cột nước:

P = mg = ρghπd²/4

Khi đó điều kiện cân bằng của cột nước đọng lại trong ống là:

P = 2F_d 

⇒ ρ.g.h.π.d²/4 = 2σ.π.d

Từ đó suy ra:

Cột nước còn đọng lại được trong ống mao dẫn là do tác dụng cân bằng giữa trọng lượng P của cột nước với tổng các lực dính ướt F d  của thành ống tạo thành mặt khum lõm ở đầu trên và mặt khum lồi ở đầu dưới của cột nước (H.37.3G). Tại vị trí tiếp xúc giữa hai mặt khum của cột nước với thành ống, các lực dính ướt  F d  đều hướng thẳng đứng lên phía trên và có cùng độ lớn với lực căng bề mặt  F c  của nước.

F d  =  F c  = σ π d

với d là đường kính của ống mao dẫn và σ  là hệ số căng bề mặt của nước. Nếu gọi D là khối lượng riêng của nước và h là độ cao của cột nước trong ống thì trọng lượng cột nước bằng :

P = mg = Dgh π d 2 /4

Khi đó điều kiện cân bằng của cột nước đọng lại trong ống là :

P = 2 F d  ⇒ Dgh d 2 /4 = 2 σ π d

Từ đó suy ra :

Đáp án: C

Cột rượu trong ống chịu tác dụng lực căng mặt ngoài của cả hai mặt: mặt trên và mặt dưới, hai lực căng này cùng hướng lên trên.

→ Lực căng bề mặt tổng cộng:

F = 2.σ.l = 2σ.π.d

Trọng lượng cột rượu trong ống:

Điều kiện cân bằng của cột rượu:

Ở đây nước trong ống chịu tác dụng lực căng mặt ngoài ở cả hai mặt: mặt trên và mặt dưới. Hai lực căng này cùng hướng lên trên và có độ lớn  f = σ l .

Lực căng mặt ngoài tổng cộng:  F = 2 r = 2 σ l

Trọng lượng cột nước trong ống:  P = m g = ρ V g = ρ π d 2 4 . h . g

Điều kiện cân bằng của cột nước:  P = F ⇔ h = 8 σ ρ g d

⇒ h = 8 σ ρ g d = 82 , 2.10 − 2 8.10 2 .10.1 , 6.10 − 3 = 1.375.10 − 2 m = 1 , 375.10 − 2 ( m )

Cột rượu trong ống chịu tác dụng lực căng mặt ngoài của cả hai mặt: mặt trên và mặt dưới, hai lực căng này cùng hướng lên trên. Lực căng bề mặt tổng cộng: 

Trọng lượng cột rượu trong ống: 

Điều kiện cân bằng của cột rượu: