15.Пов.натяж

1.

Мы не смогли бы налить воды в стакан, писать
автоматическими ручками, намылить руки;
слабый дождик промочил бы одежду
насквозь, радугу нельзя бы было увидеть ни
при какой погоде, если бы не было сил
поверхностного натяжения
«Смешай в одном сосуде масло с уксусом, недружные
разъединятся жидкости» (Эсхил)

2.

Поверхностное
натяжение. Смачивание и капиллярность
• Цель образовательная: сформулировать понятия
поверхностного натяжения жидкости и смачивания, довести
до осознания и осмысления физическую сущность
капиллярных явлений
• Развивающая : развитие познавательного интереса,
логического мышления, практических умений и
профессиональных способностей обучающихся
• Воспитательная : воспитание самостоятельности, усидчивости,
силы воли, внимания, формирование интеллектуальных,
профессионально-значимых качеств личности
• Мотивация
• Водомерки свободно перемещаются по поверхности жидкости,
капля в воздухе принимает форму шара, человек весь состоит
из капилляров, почва из капилляров, благодаря чему растет
урожай

3.

Повторение и актуализация
• 1)Перечислите агрегатные
состояния вещества и дайте
краткую характеристику
• 2)Как вы думаете, жидкости по
своим свойствам ближе стоят к
твердым телам или газам?
• 3)Почему дома гниют снизу,
водомерки свободно бегают по
поверхности воды, какую
жидкость можно налить в
стакан выше его краев?
Ответим, изучив тему

4.

Свойства жидкостей:
• 1) Имеют объем (как твердые)
• 2)Принимает форму сосуда ( как газы)
• 3) В жидкостях имеется определённый порядок в
расположении частиц подобно твёрдым телам при
температурах близких к затвердеванию (как твердые)
• 4) Обладает текучестью (как газы)
• 5) Обладает упругостью (свободно входим в воду,
прыгаем с вышки) (как твердые)
• 6)Прочность (резать может сталь, гранит, точить
камень) (как твердые)
• 7) Прочность на разрыв (как твердые)
• 8) Хрупкость (как твердые)

5.

Почему поверхность жидкости стремиться
сократиться так, чтобы площадь ее
поверхности стала минимальной?
Для жидкостей характерен
«ближний порядок»
расположения частиц.
Очень часто строение
жидкостей называют
квазикристаллическим

6.

Молекулы расположенные на поверхности жидкости, и
молекулы в ее глубине находятся в разных условиях
Молекулярные силы действуют на расстояниях
R=0
/
R=0
10-9 м. К каждой молекуле поверхностного слоя
приложена сила, стремящаяся втянуть эту
молекулу во внутренние слои жидкости.
Вследствие этого молекулы поверхностного слоя
обладают потенциальной энергией. Лежащие в
поверхностном слое молекулы притягиваются не
только частицами, расположенными ниже их, но
и своими соседями. Суммарное действие этих
сил представляет собой поверхностное
натяжение жидкости. Его характеризуют силой F,
приложенной к контуру, ограничивающему
поверхность жидкости ,называют силой
поверхностного натяжения.

7.

Свободная жидкость всегда
стремится принять форму с
минимальной площадью
поверхности, т.е. сферическую
Стремление жидкости
уменьшить площадь своей
поверхности называют
поверхностным натяжением.
сила, которая
действует вдоль поверхности жидкости
перпендикулярно линии, ограничивающей эту
поверхность, и стремится сократить ее до минимума

8.

Коэффициент поверхностного
натяжения
• Коэффициент поверхностного натяжения σ равен
отношению модуля силы поверхностного
натяжения F, действующей на границу
поверхностного слоя длиной L к этой длине.
Коэффициент поверхностного натяжения
численно равно работе, совершаемой
молекулярными силами при уменьшении
площади поверхности жидкости на единицу.
σ = F/ l = mg/2πR =mg/πd
σ[H/м], R-радиус(м), d-диаметр(м), F-сила(Н), l-длина(м),
g-ускорение свободного падения-9,8м/с2, π=3,14
σ=A/∆S
А-работа(Дж)
S-площадь(м2)

9.

Коэффициент поверхностного натяжения
Зависит от
Рода жидкости
Температуры
Наличия примесей
С повышением температуры поверхностное натяжение уменьшается и в
критической точке, когда ρж = ρпара поверхностное натяжение σ =0.
Вещества, ослабляющие поверхностное натяжение жидкостей,
называются поверхностно - активными.
Например: Мыло, эфир, спирт, нефть.
Влияние поверхностно - активных веществ объясняется тем ,что силы
притяжения между молекулами самой жидкости больше сил
притяжения между молекулами жидкости и примеси. В результате
молекулы жидкости уходят из поверхностного слоя вглубь её, а
молекулы поверхностного активного вещества вытесняются на
поверхность.

10.

Почему оловянным припоем можно паять
детали из меди, латуни, но нельзя
алюминиевые?
При соприкосновении жидкости с твердым
телом наблюдается смачивание или
несмачивание этого тела жидкостью, что зависит
от взаимодействия молекул жидкости, твердого
тела и газа
ртуть
вода
стекло

11.

Смачивание
• Смачивание жидкостью твердого тела объясняется
тем, что сцепление между молекулами жидкости и
твердого тела сильнее, чем притяжение между
молекулами жидкости.
• Твердые тела, как и жидкости, обладают
поверхностным натяжением.
• Поверхностное натяжение всегда зависит от
свойств двух соприкасающихся сред, а не одного.
• Смачивание и не смачивание жидкостью стенок
сосуда влияет на форму свободной поверхности
жидкости в сосуде.

12.

Значение смачивания
• Кривые поверхности жидкости называются мениском.
изогнутая поверхность жидкости
Явления смачивания используют при склеивании деревянных, кожаных,
резиновых, бумажных материалов, окрашивании, смазывании, стирке,
обработке фотографических материалов, Явление смачивания приходится
учитывать при конструировании космических аппаратов.
В состоянии невесомости смачивающая жидкость растекается по стенкам
сосуда, а не смачивающая собирается большой каплей внутри сосуда.
Поэтому, материал стенок и форму топливных баков приходится выбирать
так, чтобы топливо удерживалось у отверстий, через которые происходит его
перекачка к двигателям.

13.

Давление внутреннее
• На молекулы поверхностного слоя действуют силы
направленные внутрь жидкости, вследствие чего, этот слой
действует на жидкость силой, направленной нормально к ее
поверхности.
• Создаваемое этой силой давление называют внутренним или
молекулярным.
• Оно не действует ни на стенки сосуда, ни на погруженные тела,
потому его нельзя измерить непосредственно, а только
косвенно.
• Внутреннее давление жидкости зависит от формы ее
поверхности. Давление под вогнутой поверхностью меньше,
а под выпуклой больше, чем под плоской. Под выпуклой
поверхностью жидкость создает добавочное давление,
действующее вниз, которое зависит от σ и формы поверхности.
р=2σ/R
формула Лапласа

14.

Капиллярные явления обусловлены
силами поверхностного натяжения и
искривлением поверхности жидкости
Под действием давления р=2σ/R
жидкость поднимается на такую
высоту, что бы ее гидростатическое
давление уравновешивало
избыточное.
ρgh=2σ/R
→
Fп.н.
Fп.н.

15.

2
h
gR
Формула высоты подъема или
опускания жидкости в капилляре
Давление под плоской, выпуклой и вогнутой
поверхностями
Если поверхность жидкости сферическая,
то возникает разность давлений,
равная
2
p p0
R

16.

В деревьях по капиллярам влага из почвы поднимается до
вершин деревьев, где через листья испаряется в атмосферу
(r=0,01 до 0,3 мм)
В организме человека примерно 150 миллиардов капилляров
(если их все вытянуть в одну линию, то ею можно опоясать
земной шар по экватору два с половиной раза)
В почве имеются капилляры, которые тем уже, чем
плотнее почва. Ранняя вспашка земли разрушает их, тем
самым сохраняя подпочвенную влагу
В быту капиллярные явления используют в фитилях,
промокательной бумаге
В строительстве; чтобы не сырела кирпичная стена, между
фундаментом и стеной прокладывают вещество не имеющее
капилляров
В бумажной промышленности; при изготовлении писчей
бумаги ее пропитывают специальным составом
закупоривающем капилляры

17.

Страничка экологии и
здоровьесбережения
1.Богатство рек, морей и океанов открывается человеку при условии бережного отношения к
водным ресурсам. Загрязнение рек, морей и океанов нефтью, кислотными дождями,
промышленными отходами, радиоактивными веществами может привести к необратимым
процессам - к уменьшению испарения, к уменьшению выпадения осадков, к уменьшению числа
молний, к уменьшению озона, к гибели растительности и рыб …
2. При изучении темы «Капиллярные явления» нужно обязательно затронуть проблему почвы.
Почва-это одна из главных национальных богатств государства. Долгое время считалось, что
внесение удобрений только улучшает почву. Руководствуясь принципом «кашу маслом не
испортишь», человек вносил их все больше и больше. При этом очень часто не учитывал ни состав
почвы, ни соотношение различных элементов минеральных удобрений. Попадая в землю в
недоступном для растений виде, минералы накапливались, пополняя природные запасы, ведь
практически любое вносимое удобрение усваивается не более чем на 50 %, а избыток хотя бы
одного элемента непременно подавляет действие других.
Но если бы «лишние» удобрения вредили только почве! Как часто недалеко от
сельскохозяйственных угодий можно увидеть старый заросший пруд. А ведь когда–то вода в нем
была кристально чистой! Но постепенно избыток удобрений вымывался из почвы водой и попадал
в водоемы. Здесь химикаты продолжали свое действие, ускоряя развитие сине–зеленых
водорослей. Их бурный рост вызывал цветение водоема. Постепенно водоросли отмирали, а в
воде оставались продукты их разложения. Кислорода становилось все меньше, что вызывало
гибель или миграцию рыбы. Но самое главное - эти ядохимикаты включаются в экологические
пищевые цепи, переходят из почвы и воды в растения, затем в животных ,а в конечном итоге
попадают с пищей в организм человека.
На автомобильном и железнодорожном транспорте из двигателей и приводов часто вытекают
нефтепродукты и масла, загрязняющие окружающую среду.

18.

Осознание и осмысление
1) «Без сала, дёгтя не отмоешь» (Пословица) Объясните с точки зрения физики справедливость этой пословицы
2)«Смешай в одном сосуде масло с уксусом, недружные разъединятся жидкости» (Эсхил) Объясните с точки
зрения физики справедливость этой пословицы
3)Почему капля принимает форму шара в воздухе?
4)На поверхности воды плавают спички, касаемся поверхности воды кусочком мыла, спички отталкиваются,
касаемся сахаром, притягиваются, почему?
5)Можно ли отливать металл в формы, которые смачиваются расплавом данного металла? Какую жидкость
можно налить в стакан выше его краев?
6)Почему смачивающая жидкость поднимается, а не смачивающая опускается?
7) Какая ткань больше подходит для палатки- смачиваемая водой или не смачиваемая?
8)Когда нефть начинает плохо фонтанировать из скважины, нефтяники накачивают в нефтеносный слой воду или
воздух. Почему? (Накачанная вода повышает давление )
9)Почему дома гниют снизу? Почему полотенца не шьют из шелка?
10)Что произойдет, если исчезнет капиллярность?
11)Можно ли покрасить поверхность, которая не смачивается данной краской?
12)Почему морская вода не замерзает при 0 0С?
13)Должны ли смазочные жидкости смачивать трущиеся детали?
14)В сосуд с горячей водой опущена капиллярная трубка. Будет ли изменяться уровень воды в трубке при ее
остывании?
15)Почему поверхностное натяжение зависит от температуры?
16)Перед пайкой поверхности тщательно обезжиривают и очищают от грязи и оксидов. Зачем?
17)Если положить кусок мела на влажную губку, он пропитается водой, если же после этого положить его на
сухую губку, та останется сухой? Почему?
18)Песок в 3 раза тяжелее воды, почему слабый ветер подымает в пустынях тучи песка, а сильный ураган на
море вздымает гораздо меньше водяных брызг? (брызгам препятствует поверхностное натяжение)
19)Почему вода в море соленая? (Потоки воды, ручейки разрушают гранит и камни, при этом происходит
выщелачивание из них легкорастворимых составных частей. Все примеси, растворенные водой, сносятся ручьями
и реками в моря и океаны.)
20) Как вывести пятна?
След от травы - протереть раствором поваренной соли(2 ложки соли на 10 ложек воды);
След от ягоды - протереть смесью равных частей лимона и уксуса;
засаленный воротник - освежить тряпкой смоченной в теплом растворе уксуса;
жирное пятно - положить мягкую тряпку и протереть сверху ваткой смоченной в растворителе ацетоне,
скипидаре, бензине.
Избавиться от накипи - раствор уксусной кислоты прокипятить в посуде, затем вымыть
• Д/з п.74 ,конспекты учить