asp net pdf viewer user control c# : Combine pages of pdf documents into one control software system azure winforms windows console PHYS101_OpenStaxCollege_College-Physics37-part1787

An entire class of gauges uses the property that pressure due to the weight of a fluid is given by
P=hρg.
Consider the U-shaped tube shown in
Figure 11.16, for example. This simple tube is called amanometer. InFigure 11.16(a), both sides of the tube are open to the atmosphere.
Atmospheric pressure therefore pushes down on each side equally so its effect cancels. If the fluid is deeper on one side, there is a greater pressure
on the deeper side, and the fluid flows away from that side until the depths are equal.
Let us examine how a manometer is used to measure pressure. Suppose one side of the U-tube is connected to some source of pressure
P
abs
such as the toy balloon inFigure 11.16(b) or the vacuum-packed peanut jar shown inFigure 11.16(c). Pressure is transmitted undiminished to the
manometer, and the fluid levels are no longer equal. InFigure 11.16(b),
P
abs
is greater than atmospheric pressure, whereas inFigure 11.16(c),
P
abs
is less than atmospheric pressure. In both cases,
P
abs
differs from atmospheric pressure by an amount
hρg
, where
ρ
is the density of the
fluid in the manometer. InFigure 11.16(b),
P
abs
can support a column of fluid of height
h
, and so it must exert a pressure
hρg
greater than
atmospheric pressure (the gauge pressure
P
g
is positive). InFigure 11.16(c), atmospheric pressure can support a column of fluid of height
h
, and
so
P
abs
is less than atmospheric pressure by an amount
hρg
(the gauge pressure
P
g
is negative). A manometer with one side open to the
atmosphere is an ideal device for measuring gauge pressures. The gauge pressure is
P
g
=hρg
and is found by measuring
h
.
Figure 11.16An open-tube manometer has one side open to the atmosphere. (a) Fluid depth must be the same on both sides, or the pressure each side exerts at the bottom
will be unequal and there will be flow from the deeper side. (b) A positive gauge pressure
P
g
=hρg
transmitted to one side of the manometer can support a column of fluid
of height
h
. (c) Similarly, atmospheric pressure is greater than a negative gauge pressure
P
by an amount
hρg
. The jar’s rigidity prevents atmospheric pressure from
being transmitted to the peanuts.
Mercury manometers are often used to measure arterial blood pressure. An inflatable cuff is placed on the upper arm as shown inFigure 11.17. By
squeezing the bulb, the person making the measurement exerts pressure, which is transmitted undiminished to both the main artery in the arm and
the manometer. When this applied pressure exceeds blood pressure, blood flow below the cuff is cut off. The person making the measurement then
slowly lowers the applied pressure and listens for blood flow to resume. Blood pressure pulsates because of the pumping action of the heart,
reaching a maximum, calledsystolic pressure, and a minimum, calleddiastolic pressure, with each heartbeat. Systolic pressure is measured by
noting the value of
h
when blood flow first begins as cuff pressure is lowered. Diastolic pressure is measured by noting
h
when blood flows without
interruption. The typical blood pressure of a young adult raises the mercury to a height of 120 mm at systolic and 80 mm at diastolic. This is
commonly quoted as 120 over 80, or 120/80. The first pressure is representative of the maximum output of the heart; the second is due to the
elasticity of the arteries in maintaining the pressure between beats. The density of the mercury fluid in the manometer is 13.6 times greater than
water, so the height of the fluid will be 1/13.6 of that in a water manometer. This reduced height can make measurements difficult, so mercury
manometers are used to measure larger pressures, such as blood pressure. The density of mercury is such that
1.0 mm Hg=133Pa
.
Systolic Pressure
Systolic pressure is the maximum blood pressure.
Diastolic Pressure
Diastolic pressure is the minimum blood pressure.
CHAPTER 11 | FLUID STATICS S 369
Combine pages of pdf documents into one - Split, seperate PDF into multiple files in C#.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
Explain How to Split PDF Document in Visual C#.NET Application
can print pdf no pages selected; pdf split file
Combine pages of pdf documents into one - VB.NET PDF File Split Library: Split, seperate PDF into multiple files in vb.net, ASP.NET, MVC, Ajax, WinForms, WPF
VB.NET PDF Document Splitter Control to Disassemble PDF Document
pdf no pages selected; break pdf into separate pages
Figure 11.17In routine blood pressure measurements, an inflatable cuff is placed on the upper arm at the same level as the heart. Blood flow is detected just below the cuff,
and corresponding pressures are transmitted to a mercury-filled manometer. (credit: U.S. Army photo by Spc. Micah E. Clare\4TH BCT)
Example 11.7Calculating Height of IV Bag: Blood Pressure and Intravenous Infusions
Intravenous infusions are usually made with the help of the gravitational force. Assuming that the density of the fluid being administered is 1.00
g/ml, at what height should the IV bag be placed above the entry point so that the fluid just enters the vein if the blood pressure in the vein is 18
mm Hg above atmospheric pressure? Assume that the IV bag is collapsible.
Strategy for (a)
For the fluid to just enter the vein, its pressure at entry must exceed the blood pressure in the vein (18 mm Hg above atmospheric pressure). We
therefore need to find the height of fluid that corresponds to this gauge pressure.
Solution
We first need to convert the pressure into SI units. Since
1.0 mm Hg=133 Pa
,
(11.28)
P=18 mm Hg×
133 Pa
1.0 mm Hg
=2400 Pa.
Rearranging
P
g
=hρg
for
h
gives
h=
P
g
ρg
. Substituting known values into this equation gives
(11.29)
=
2400 N/m
2
1.0×10
3
kg/m
3
9.80m/s
2
= 0.24 m.
Discussion
The IV bag must be placed at 0.24 m above the entry point into the arm for the fluid to just enter the arm. Generally, IV bags are placed higher
than this. You may have noticed that the bags used for blood collection are placed below the donor to allow blood to flow easily from the arm to
the bag, which is the opposite direction of flow than required in the example presented here.
Abarometeris a device that measures atmospheric pressure. A mercury barometer is shown inFigure 11.18. This device measures atmospheric
pressure, rather than gauge pressure, because there is a nearly pure vacuum above the mercury in the tube. The height of the mercury is such that
hρg=P
atm
. When atmospheric pressure varies, the mercury rises or falls, giving important clues to weather forecasters. The barometer can also
be used as an altimeter, since average atmospheric pressure varies with altitude. Mercury barometers and manometers are so common that units of
370 CHAPTER 11 | FLUID STATICS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
C# PDF File Merge Library: Merge, append PDF files in C#.net, ASP.
Free online C#.NET source code for combining multiple PDF pages together in .NET framework. You may also combine more PDF documents together.
cannot select text in pdf; pdf specification
VB.NET PDF File Merge Library: Merge, append PDF files in vb.net
NET. Batch merge PDF documents in Visual Basic .NET class program. NET. Combine multiple specified PDF pages in into single one file. Able
break password pdf; break up pdf file
mm Hg are often quoted for atmospheric pressure and blood pressures.Table 11.2gives conversion factors for some of the more commonly used
units of pressure.
Figure 11.18A mercury barometer measures atmospheric pressure. The pressure due to the mercury’s weight,
hρg
, equals atmospheric pressure. The atmosphere is able
to force mercury in the tube to a height
h
because the pressure above the mercury is zero.
Table 11.2Conversion Factors for Various Pressure Units
Conversion to N/m
2
(Pa)
Conversion from atm
1.0 atm=1.013×10
5
N/m
2
1.0 atm=1.013×10
5
N/m
2
1.0dyne/cm
2
=0.10N/m
2
1.0atm=1.013×10
6
dyne/cm
2
1.0kg/cm
2
=9.8×10
4
N/m
2
1.0atm=1.013kg/cm
2
1.0lb/in.
2
=6.90×10
3
N/m
2
1.0atm=14.7lb/in.
2
1.0 mm Hg=133N/m
2
1.0atm=760 mm Hg
1.0 cm Hg=1.33×10
3
N/m
2
1.0atm=76.0 cm Hg
1.0 cm water=98.1N/m
2
1.0atm=1.03×10
3
cm water
1.0 bar=1.000×10
5
N/m
2
1.0atm=1.013 bar
1.0 millibar=1.000×10
2
N/m
2
1.0 atm=1013 millibar
11.7Archimedes’ Principle
When you rise from lounging in a warm bath, your arms feel strangely heavy. This is because you no longer have the buoyant support of the water.
Where does this buoyant force come from? Why is it that some things float and others do not? Do objects that sink get any support at all from the
fluid? Is your body buoyed by the atmosphere, or are only helium balloons affected? (SeeFigure 11.19.)
Figure 11.19(a) Even objects that sink, like this anchor, are partly supported by water when submerged. (b) Submarines have adjustable density (ballast tanks) so that they
may float or sink as desired. (credit: Allied Navy) (c) Helium-filled balloons tug upward on their strings, demonstrating air’s buoyant effect. (credit: Crystl)
CHAPTER 11 | FLUID STATICS S 371
C# PowerPoint - Merge PowerPoint Documents in C#.NET
into One Using C#. This part illustrates how to combine three PowerPoint files into a new file in C# application. You may also combine more PowerPoint documents
break a pdf apart; break pdf password online
C# Word - Merge Word Documents in C#.NET
into One Using C#. This part illustrates how to combine three Word files into a new file in C# application. You may also combine more Word documents together.
split pdf by bookmark; pdf link to specific page
Answers to all these questions, and many others, are based on the fact that pressure increases with depth in a fluid. This means that the upward
force on the bottom of an object in a fluid is greater than the downward force on the top of the object. There is a net upward, orbuoyant forceon any
object in any fluid. (SeeFigure 11.20.) If the buoyant force is greater than the object’s weight, the object will rise to the surface and float. If the
buoyant force is less than the object’s weight, the object will sink. If the buoyant force equals the object’s weight, the object will remain suspended at
that depth. The buoyant force is always present whether the object floats, sinks, or is suspended in a fluid.
Buoyant Force
The buoyant force is the net upward force on any object in any fluid.
Figure 11.20Pressure due to the weight of a fluid increases with depth since
P=hρg
. This pressure and associated upward force on the bottom of the cylinder are greater
than the downward force on the top of the cylinder. Their difference is the buoyant force
F
B
. (Horizontal forces cancel.)
Just how great is this buoyant force? To answer this question, think about what happens when a submerged object is removed from a fluid, as in
Figure 11.21.
Figure 11.21(a) An object submerged in a fluid experiences a buoyant force
F
B
. If
F
B
is greater than the weight of the object, the object will rise. If
F
B
is less than the
weight of the object, the object will sink. (b) If the object is removed, it is replaced by fluid having weight
w
. Since this weight is supported by surrounding fluid, the buoyant
force must equal the weight of the fluid displaced. That is,
F
B
=w
,a statement of Archimedes’ principle.
The space it occupied is filled by fluid having a weight
w
. This weight is supported by the surrounding fluid, and so the buoyant force must equal
w
, the weight of the fluid displaced by the object. It is a tribute to the genius of the Greek mathematician and inventor Archimedes (ca. 287–212
B.C.) that he stated this principle long before concepts of force were well established. Stated in words,Archimedes’ principleis as follows: The
buoyant force on an object equals the weight of the fluid it displaces. In equation form, Archimedes’ principle is
(11.30)
F
B
=w
,
372 CHAPTER 11 | FLUID STATICS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
C# PDF: C#.NET PDF Document Merging & Splitting Control SDK
List<BaseDocument> docList, String destFilePath) { PDFDocument.Combine(docList, destFilePath and the rest five pages will be C#.NET APIs to Divide PDF File into
break a pdf into smaller files; split pdf into multiple files
VB.NET TIFF: Merge and Split TIFF Documents with RasterEdge .NET
create a new TIFF document from the source pages. docList As [String]()) TIFFDocument.Combine(filePath, docList & profession imaging controls, PDF document,
acrobat separate pdf pages; combine pages of pdf documents into one
where
F
B
is the buoyant force and
w
is the weight of the fluid displaced by the object. Archimedes’ principle is valid in general, for any object in
any fluid, whether partially or totally submerged.
Archimedes’ Principle
According to this principle the buoyant force on an object equals the weight of the fluid it displaces. In equation form, Archimedes’ principle is
(11.31)
F
B
=w
,
where
F
B
is the buoyant force and
w
is the weight of the fluid displaced by the object.
Humm …High-tech body swimsuits were introduced in 2008 in preparation for the Beijing Olympics. One concern (and international rule) was that
these suits should not provide any buoyancy advantage. How do you think that this rule could be verified?
Making Connections: Take-Home Investigation
The density of aluminum foil is 2.7 times the density of water. Take a piece of foil, roll it up into a ball and drop it into water. Does it sink? Why or
why not? Can you make it sink?
Floating and Sinking
Drop a lump of clay in water. It will sink. Then mold the lump of clay into the shape of a boat, and it will float. Because of its shape, the boat displaces
more water than the lump and experiences a greater buoyant force. The same is true of steel ships.
Example 11.8Calculating buoyant force: dependency on shape
(a) Calculate the buoyant force on 10,000 metric tons
(1.00×10
7
kg)
of solid steel completely submerged in water, and compare this with the
steel’s weight. (b) What is the maximum buoyant force that water could exert on this same steel if it were shaped into a boat that could displace
1.00×10
5
m
3
of water?
Strategy for (a)
To find the buoyant force, we must find the weight of water displaced. We can do this by using the densities of water and steel given inTable
11.1. We note that, since the steel is completely submerged, its volume and the water’s volume are the same. Once we know the volume of
water, we can find its mass and weight.
Solution for (a)
First, we use the definition of density
ρ=
m
V
to find the steel’s volume, and then we substitute values for mass and density. This gives
(11.32)
V
st
=
m
st
ρ
st
=
1.00×10
7
kg
7.8×10
3
kg/m
3
=1.28×10
3
m
3
.
Because the steel is completely submerged, this is also the volume of water displaced,
V
w
. We can now find the mass of water displaced from
the relationship between its volume and density, both of which are known. This gives
(11.33)
m
w
ρ
w
V
w
=(1.000×10
3
kg/m
3
)(1.28×10
3
m
3
)
= 1.28×10
6
kg.
By Archimedes’ principle, the weight of water displaced is
m
w
g
, so the buoyant force is
(11.34)
F
B
w
w
=m
w
g=
1.28×10
6
kg
9.80m/s
2
= 1.3×10
7
N.
The steel’s weight is
m
w
g=9.80×10
7
N
, which is much greater than the buoyant force, so the steel will remain submerged. Note that the
buoyant force is rounded to two digits because the density of steel is given to only two digits.
Strategy for (b)
Here we are given the maximum volume of water the steel boat can displace. The buoyant force is the weight of this volume of water.
Solution for (b)
The mass of water displaced is found from its relationship to density and volume, both of which are known. That is,
(11.35)
m
w
ρ
w
V
w
=
1.000×10
3
kg/m
3
1.00×10
5
m
3
= 1.00×10
8
kg.
The maximum buoyant force is the weight of this much water, or
CHAPTER 11 | FLUID STATICS S 373
VB.NET PowerPoint: Merge and Split PowerPoint Document(s) with PPT
Just like we need to combine PPT files, sometimes, we also the split PPT document will contain slides/pages 1-4 If you want to see more PDF processing functions
c# print pdf to specific printer; break pdf
VB.NET Word: Merge Multiple Word Files & Split Word Document
destnPath As [String]) DOCXDocument.Combine(docList, destnPath and encode created sub-documents into stream or profession imaging controls, PDF document, image
c# split pdf; break up pdf into individual pages
(11.36)
F
B
w
w
=m
w
g=
1.00×10
8
kg
9.80m/s
2
= 9.80×10
8
N.
Discussion
The maximum buoyant force is ten times the weight of the steel, meaning the ship can carry a load nine times its own weight without sinking.
Making Connections: Take-Home Investigation
A piece of household aluminum foil is 0.016 mm thick. Use a piece of foil that measures 10 cm by 15 cm. (a) What is the mass of this amount of
foil? (b) If the foil is folded to give it four sides, and paper clips or washers are added to this “boat,” what shape of the boat would allow it to hold
the most “cargo” when placed in water? Test your prediction.
Density and Archimedes’ Principle
Density plays a crucial role in Archimedes’ principle. The average density of an object is what ultimately determines whether it floats. If its average
density is less than that of the surrounding fluid, it will float. This is because the fluid, having a higher density, contains more mass and hence more
weight in the same volume. The buoyant force, which equals the weight of the fluid displaced, is thus greater than the weight of the object. Likewise,
an object denser than the fluid will sink.
The extent to which a floating object is submerged depends on how the object’s density is related to that of the fluid. InFigure 11.22, for example, the
unloaded ship has a lower density and less of it is submerged compared with the same ship loaded. We can derive a quantitative expression for the
fraction submerged by considering density. The fraction submerged is the ratio of the volume submerged to the volume of the object, or
(11.37)
fraction submerged =
V
sub
V
obj
=
V
V
obj
.
The volume submerged equals the volume of fluid displaced, which we call
V
. Now we can obtain the relationship between the densities by
substituting
ρ=
m
V
into the expression. This gives
(11.38)
V
V
obj
=
m
/ρ
m
obj
/ρ
¯
obj
,
where
ρ
¯
obj
is the average density of the object and
ρ
is the density of the fluid. Since the object floats, its mass and that of the displaced fluid
are equal, and so they cancel from the equation, leaving
(11.39)
fraction submerged=
ρ
¯
obj
ρ
.
Figure 11.22An unloaded ship (a) floats higher in the water than a loaded ship (b).
We use this last relationship to measure densities. This is done by measuring the fraction of a floating object that is submerged—for example, with a
hydrometer. It is useful to define the ratio of the density of an object to a fluid (usually water) asspecific gravity:
(11.40)
specific gravity=
ρ
¯
ρ
w
,
where
ρ
¯
is the average density of the object or substance and
ρ
w
is the density of water at 4.00°C. Specific gravity is dimensionless, independent
of whatever units are used for
ρ
. If an object floats, its specific gravity is less than one. If it sinks, its specific gravity is greater than one. Moreover,
the fraction of a floating object that is submerged equals its specific gravity. If an object’s specific gravity is exactly 1, then it will remain suspended in
the fluid, neither sinking nor floating. Scuba divers try to obtain this state so that they can hover in the water. We measure the specific gravity of fluids,
such as battery acid, radiator fluid, and urine, as an indicator of their condition. One device for measuring specific gravity is shown inFigure 11.23.
Specific Gravity
Specific gravity is the ratio of the density of an object to a fluid (usually water).
374 CHAPTER 11 | FLUID STATICS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
C# PowerPoint: C# Codes to Combine & Split PowerPoint Documents
pages of document 1 and some pages of document docList.Add(doc); } PPTXDocument.Combine( docList, combinedPath & profession imaging controls, PDF document, tiff
break a pdf file; pdf split pages in half
VB.NET Word: Extract Word Pages, DOCX Page Extraction SDK
multiple pages from single or a list of Word documents? What VB.NET demo code can I apply to extract Word page(s) and combine extracted page(s) into one Word
pdf separate pages; a pdf page cut
Figure 11.23This hydrometer is floating in a fluid of specific gravity 0.87. The glass hydrometer is filled with air and weighted with lead at the bottom. It floats highest in the
densest fluids and has been calibrated and labeled so that specific gravity can be read from it directly.
Example 11.9Calculating Average Density: Floating Woman
Suppose a 60.0-kg woman floats in freshwater with
97.0%
of her volume submerged when her lungs are full of air. What is her average
density?
Strategy
We can find the woman’s density by solving the equation
(11.41)
fraction submerged=
ρ
¯
obj
ρ
for the density of the object. This yields
(11.42)
ρ
¯
obj
ρ
¯
person
=(fraction submerged)⋅ρ
.
We know both the fraction submerged and the density of water, and so we can calculate the woman’s density.
Solution
Entering the known values into the expression for her density, we obtain
(11.43)
ρ
¯
person
=0.970⋅
10
3
kg
m
3
=970
kg
m
3
.
Discussion
Her density is less than the fluid density. We expect this because she floats. Body density is one indicator of a person’s percent body fat, of
interest in medical diagnostics and athletic training. (SeeFigure 11.24.)
CHAPTER 11 | FLUID STATICS S 375
Figure 11.24Subject in a “fat tank,” where he is weighed while completely submerged as part of a body density determination. The subject must completely empty his lungs
and hold a metal weight in order to sink. Corrections are made for the residual air in his lungs (measured separately) and the metal weight. His corrected submerged weight,
his weight in air, and pinch tests of strategic fatty areas are used to calculate his percent body fat.
There are many obvious examples of lower-density objects or substances floating in higher-density fluids—oil on water, a hot-air balloon, a bit of cork
in wine, an iceberg, and hot wax in a “lava lamp,” to name a few. Less obvious examples include lava rising in a volcano and mountain ranges
floating on the higher-density crust and mantle beneath them. Even seemingly solid Earth has fluid characteristics.
More Density Measurements
One of the most common techniques for determining density is shown inFigure 11.25.
Figure 11.25(a) A coin is weighed in air. (b) The apparent weight of the coin is determined while it is completely submerged in a fluid of known density. These two
measurements are used to calculate the density of the coin.
An object, here a coin, is weighed in air and then weighed again while submerged in a liquid. The density of the coin, an indication of its authenticity,
can be calculated if the fluid density is known. This same technique can also be used to determine the density of the fluid if the density of the coin is
known. All of these calculations are based on Archimedes’ principle.
Archimedes’ principle states that the buoyant force on the object equals the weight of the fluid displaced. This, in turn, means that the objectappears
to weigh less when submerged; we call this measurement the object’sapparent weight. The object suffers anapparent weight lossequal to the
weight of the fluid displaced. Alternatively, on balances that measure mass, the object suffers anapparent mass lossequal to the mass of fluid
displaced. That is
(11.44)
apparent weight loss = weight of fluid displaced
or
(11.45)
apparent mass loss = mass of fluid displaced.
The next example illustrates the use of this technique.
376 CHAPTER 11 | FLUID STATICS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
Example 11.10Calculating Density: Is the Coin Authentic?
The mass of an ancient Greek coin is determined in air to be 8.630 g. When the coin is submerged in water as shown inFigure 11.25, its
apparent mass is 7.800 g. Calculate its density, given that water has a density of
1.000g/cm
3
and that effects caused by the wire suspending
the coin are negligible.
Strategy
To calculate the coin’s density, we need its mass (which is given) and its volume. The volume of the coin equals the volume of water displaced.
The volume of water displaced
V
w
can be found by solving the equation for density
ρ=
m
V
for
V
.
Solution
The volume of water is
V
w
=
m
w
ρ
w
where
m
w
is the mass of water displaced. As noted, the mass of the water displaced equals the apparent
mass loss, which is
m
w
=8.630 g−7.800 g=0.830 g
. Thus the volume of water is
V
w
=
0.830 g
1.000 g/cm
3
=0.830cm
3
. This is also the
volume of the coin, since it is completely submerged. We can now find the density of the coin using the definition of density:
(11.46)
ρ
c
=
m
c
V
c
=
8.630 g
0.830 cm
3
=10.4 g/cm
3
.
Discussion
You can see fromTable 11.1that this density is very close to that of pure silver, appropriate for this type of ancient coin. Most modern
counterfeits are not pure silver.
This brings us back to Archimedes’ principle and how it came into being. As the story goes, the king of Syracuse gave Archimedes the task of
determining whether the royal crown maker was supplying a crown of pure gold. The purity of gold is difficult to determine by color (it can be diluted
with other metals and still look as yellow as pure gold), and other analytical techniques had not yet been conceived. Even ancient peoples, however,
realized that the density of gold was greater than that of any other then-known substance. Archimedes purportedly agonized over his task and had
his inspiration one day while at the public baths, pondering the support the water gave his body. He came up with his now-famous principle, saw how
to apply it to determine density, and ran naked down the streets of Syracuse crying “Eureka!” (Greek for “I have found it”). Similar behavior can be
observed in contemporary physicists from time to time!
PhET Explorations: Buoyancy
When will objects float and when will they sink? Learn how buoyancy works with blocks. Arrows show the applied forces, and you can modify the
properties of the blocks and the fluid.
Figure 11.26Buoyancy (http://cnx.org/content/m42196/1.8/buoyancy_en.jar)
11.8Cohesion and Adhesion in Liquids: Surface Tension and Capillary Action
Cohesion and Adhesion in Liquids
Children blow soap bubbles and play in the spray of a sprinkler on a hot summer day. (SeeFigure 11.27.) An underwater spider keeps his air supply
in a shiny bubble he carries wrapped around him. A technician draws blood into a small-diameter tube just by touching it to a drop on a pricked finger.
A premature infant struggles to inflate her lungs. What is the common thread? All these activities are dominated by the attractive forces between
atoms and molecules in liquids—both within a liquid and between the liquid and its surroundings.
Attractive forces between molecules of the same type are calledcohesive forces. Liquids can, for example, be held in open containers because
cohesive forces hold the molecules together. Attractive forces between molecules of different types are calledadhesive forces. Such forces cause
liquid drops to cling to window panes, for example. In this section we examine effects directly attributable to cohesive and adhesive forces in liquids.
Cohesive Forces
Attractive forces between molecules of the same type are called cohesive forces.
Adhesive Forces
Attractive forces between molecules of different types are called adhesive forces.
CHAPTER 11 | FLUID STATICS S 377
Figure 11.27The soap bubbles in this photograph are caused by cohesive forces among molecules in liquids. (credit: Steve Ford Elliott)
Surface Tension
Cohesive forces between molecules cause the surface of a liquid to contract to the smallest possible surface area. This general effect is called
surface tension. Molecules on the surface are pulled inward by cohesive forces, reducing the surface area. Molecules inside the liquid experience
zero net force, since they have neighbors on all sides.
Surface Tension
Cohesive forces between molecules cause the surface of a liquid to contract to the smallest possible surface area. This general effect is called
surface tension.
Making Connections: Surface Tension
Forces between atoms and molecules underlie the macroscopic effect called surface tension. These attractive forces pull the molecules closer
together and tend to minimize the surface area. This is another example of a submicroscopic explanation for a macroscopic phenomenon.
The model of a liquid surface acting like a stretched elastic sheet can effectively explain surface tension effects. For example, some insects can walk
on water (as opposed to floating in it) as we would walk on a trampoline—they dent the surface as shown inFigure 11.28(a).Figure 11.28(b) shows
another example, where a needle rests on a water surface. The iron needle cannot, and does not, float, because its density is greater than that of
water. Rather, its weight is supported by forces in the stretched surface that try to make the surface smaller or flatter. If the needle were placed point
down on the surface, its weight acting on a smaller area would break the surface, and it would sink.
Figure 11.28Surface tension supporting the weight of an insect and an iron needle, both of which rest on the surface without penetrating it. They are not floating; rather, they
are supported by the surface of the liquid. (a) An insect leg dents the water surface.
F
ST
is a restoring force (surface tension) parallel to the surface. (b) An iron needle
similarly dents a water surface until the restoring force (surface tension) grows to equal its weight.
378 CHAPTER 11 | FLUID STATICS
This content is available for free at http://cnx.org/content/col11406/1.7
Documents you may be interested
Documents you may be interested