Представим себе небольшой герметично закрытый сосуд, полностью заполненный водой (воздуха внутри нет). Если в дне такого сосуда проделать достаточно большое отверстие, вода начнет, булькая, выливаться из него. Однако если отверстие маленькое, то вода не льется. Оцените минимальный размер, который должно иметь отверстие, чтобы вода полилась. Плотность воды ρ≈1000 кг/м3 , ее коэффициент поверхностного натяжения (энергия, которой обладает единица площади поверхности) σ≈0,07 Дж/м2 .

Для того чтобы вода начала литься из отверстия, необходимо преодолеть силу поверхностного натяжения. Эта сила определяется формулой F=2σl, где σ - коэффициент поверхностного натяжения, l - длина контура отверстия.

Для минимального отверстия, через которое вода начнет литься, сила давления воды в сосуде должна превышать силу поверхностного натяжения. Давление воды на глубине h определяется формулой P=ρgh, где ρ - плотность воды, g - ускорение свободного падения, h - глубина.

Таким образом, условие начала выливания воды можно записать как P>2σ/l, что приводит к неравенству ρgh>2σ/l. Отсюда получаем, что минимальный размер отверстия l должен быть l<2σ/(ρgh).

Подставляя данные, получаем l<20,07/(10009,81*1)≈0,00014 м или 0,14 мм.

Таким образом, минимальный размер отверстия должен быть около 0,14 мм, чтобы вода начала литься из сосуда.