Загадка капиллярных явлений

[sergey zhukov]

Н. П. Ланге в книжке "Физические парадоксы и софизмы" в задаче "Загадка капиллярных явлений" задает вопрос: за счет какой энергии поднимается столбик жидкости в капилляре? Ведь потенциальная энергия столба жидкости растет при его поднятии. Сам он дает такой ответ: за счет охлаждения жидкости (которое, разумеется, совершенно ничтожно).

Правильный ли это ответ? По моему, полная энергия жидкости при поднятии ее в капилляре не растет, а наоборот, падает, если учитывать поверхностную энергию. Ведь конечный уровнень жидкости в капилляре и форма мениска могут быть найдены именно из условия минимизации полной энергии жидкости.

[Mihr]

sergey zhukov в сообщении #1579267 писал(а):

потенциальная энергия столба жидкости растет при его поднятии.

sergey zhukov в сообщении #1579267 писал(а):

полная энергия жидкости при поднятии ее в капилляре не растет, а наоборот, падает, если учитывать поверхностную энергию.

А в чём Вы здесь видите противоречие?

[sergey zhukov]

Mihr
Тут нет противоречия. Так это мое объяснение. Ланге говорит про температуру.

[Amw]

sergey zhukov в сообщении #1579267 писал(а):

Правильный ли это ответ? По моему, полная энергия жидкости при поднятии ее в капилляре не растет, а наоборот, падает, если учитывать поверхностную энергию.

Силы поверхностного натяжения совершают работу, поднимая жидкость, поэтому энергия жидкости должна расти. За счет какой энергии совершается эта работа - вопрос тонкостей смачивания. Вполне возможно, что в конце-концов за счет снижения температуры жидкости.

[sergey zhukov]

Amw
По моему, это примерно следующее: магнит приблизили к куче железных шариков. Шарики облепили магнит и поднялись на определенную высоту. За счет чего увеличилась их энергия в гравитационном поле? Если учитывать одновременно их энергию в гравитационном поле и энергию магнитного поля, то полная энергия системы упала.

Наоборот, в этой задаче следует спросить, куда делась "лишняя" энергия? По моему, вода в капилляре должна при поднимании даже слегка нагреться (за счет вязкого трения), а не охладиться (иначе она совершала бы в капилляре бесконечные колебания).

[Amw]

sergey zhukov в сообщении #1579275 писал(а):

полная энергия системы упала.

Куда делась?

[DimaM]

Amw в сообщении #1579272 писал(а):

Силы поверхностного натяжения совершают работу, поднимая жидкость, поэтому энергия жидкости должна расти.

Еще же есть поверхностная энергия, которая при подъеме по смачиваемому капилляру уменьшается.