પૃષ્ઠ ઉર્જા અને પૃષ્ઠતાણ સમજાવો.

Vedclass pdf generator app on play store
Vedclass iOS app on app store
(N/A) પૃષ્ઠ ઉર્જા એ પ્રવાહીની સપાટી સાથે સંકળાયેલી વધારાની ઉર્જા છે। કદ અચળ રાખીને વધુ સપાટીનું નિર્માણ કરવા માટે વધારાની ઉર્જાની જરૂર પડે છે.
આકૃતિ $(a)$ માં દર્શાવ્યા મુજબ, તારમાંથી $U$-આકારનું ફ્રેમ બનાવવામાં આવે છે, અને તાર $PQ$ એ સળિયા $AP$ અને $BQ$ પર ઘર્ષણ વિના સરકે છે.
જ્યારે આ ફ્રેમને સાબુના દ્રાવણમાં ડુબાડીને બહાર કાઢવામાં આવે છે, ત્યારે એક પાતળી ફિલ્મ $APQB$ બને છે. આકૃતિ $(a)$ માં, ફિલ્મ સંતુલનમાં છે.
આકૃતિ $(b)$ માં દર્શાવ્યું છે કે ફિલ્મને વધારાના અંતર $d$ સુધી ખેંચવામાં આવે છે.
જેમ સપાટીનું ક્ષેત્રફળ વધે છે, તેમ તંત્ર પાસે હવે વધુ ઉર્જા હોય છે, જેનો અર્થ છે કે આંતરિક બળની વિરુદ્ધમાં કંઈક કાર્ય કરવામાં આવ્યું છે.
ધારો કે આ આંતરિક બળ $F$ છે. લાગુ પાડેલા બળ દ્વારા થયેલું કાર્ય:
$W = \vec{F} \cdot \vec{d} = F d$
ઉર્જા સંરક્ષણના નિયમ મુજબ, આ કાર્ય ફિલ્મમાં વધારાની ઉર્જા તરીકે સંગ્રહિત થાય છે.
જો ફિલ્મની એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ પૃષ્ઠ ઉર્જા $S$ હોય, તો વધારાનું ક્ષેત્રફળ $2ld$ છે. (કારણ કે $\Delta A = \text{લંબાઈ} \times \text{પહોળાઈ} = ld$, અને ફિલ્મની બે મુક્ત સપાટીઓ હોવાથી, કુલ ક્ષેત્રફળમાં વધારો $2ld$ થાય છે).
પ્રવાહી ફિલ્મની બે સપાટીઓ હોવાથી, વધારાની ઉર્જા $E = (2ld)S$ છે.
તેથી, $W = (2ld)S = S \Delta A$ (જ્યાં $\Delta A = 2ld$ એ ક્ષેત્રફળમાં વધારો છે).
આમ, $S = \frac{W}{\Delta A}$.
કિંમતો મૂકતા, $S = \frac{Fd}{2ld} = \frac{F}{2l}$.
આ રાશિ $S$ એ પૃષ્ઠતાણનું મૂલ્ય છે. તે પ્રવાહીની આંતર સપાટીના એકમ ક્ષેત્રફળ દીઠ પૃષ્ઠ ઉર્જા જેટલું છે અને તે ગતિશીલ સળિયા પર પ્રવાહી દ્વારા લાગતા એકમ લંબાઈ દીઠ બળ જેટલું પણ છે.

Explore More

Similar Questions

જો $T$ એ પ્રવાહીનું પૃષ્ઠતાણ હોય,તો $R$ ત્રિજ્યા ધરાવતા પ્રવાહીના ટીપાંને $64$ ટીપાંમાં તોડવા માટે જરૂરી ઉર્જા કેટલી છે?

Difficult
View Solution

$R$ ત્રિજ્યાનો સાબુનો પરપોટો ફુલાવવા માટે કરવામાં આવેલ કાર્ય $W_1$ છે અને $2R$ ત્રિજ્યાનો પરપોટો ફુલાવવા માટે કરવામાં આવેલ કાર્ય $W_2$ છે. $W_1$ અને $W_2$ નો ગુણોત્તર કેટલો થાય?

$\frac{3}{100} \ N/m$ પૃષ્ઠતાણ ધરાવતા પ્રવાહીમાંથી $10 \ cm$ ત્રિજ્યાનો પરપોટો બનાવવા માટે કેટલું કાર્ય કરવું પડે?

$1\,cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા પાણીના ટીપાને $729$ સમાન નાના ટીપામાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. જો પાણીનું પૃષ્ઠતાણ $75\,dyne/cm$ હોય,તો પૃષ્ઠ ઊર્જામાં થતો વધારો દશાંશના પ્રથમ સ્થાન સુધી $...\times 10^{-4}\,J$ થશે.

$1 \, cm$ ત્રિજ્યા ધરાવતા પારોના ટીપાને ${10^6}$ નાના ટીપામાં વિભાજિત કરવામાં આવે છે. વપરાયેલી ઊર્જા કેટલી હશે? (પારાનું પૃષ્ઠતાણ $35 \times {10^{ - 3}} \, N/cm$ છે).

Vedclass Products

For Students

Vedclass Test Series

Mock tests in real JEE/NEET style with performance analysis. 5-day free trial.

Start Free Trial
For Teachers

Exam Paper Generator

Generate Set A/B/C/D exam papers from 7.5L+ questions in 2 minutes. 3 chapters free.

Try Free
For Institutes

Online Exam Module

Live online exams with unlimited students, 360° analytics & white-label branding.

See Demo