Реферат ученик 10 класса
Скачать 95.59 Kb.
|
М униципальное общеобразовательное учреждение«Средняя общеобразовательная школа №1 им. А. П. Гайдара». Поверхностные свойства жидкости. Реферат. Выполнил: ученик 10 класса Кузнецов Степан Проверила: Жигальцова Татьяна Викторовна, руководитель научного ученического общества по физике, учитель физики. п. Архара 2009 Оглавление.
1. Молекулярное строение вещества в жидком состоянии 2. Силы поверхностного натяжения. 3. Смачивание и несмачивание жидкостями.
Введение. (слайд 1) Выдувать мыльные пузыри - любимое занятие детей. Но, оказывается из этого занятия можно извлечь много ценных сведений. Известно, что мыльный пузырь имеет почти правильную сферическую форму. Если прекращают выдувать пузырь, то он самопроизвольно сокращается и его поверхность уменьшается. Все, вероятно, любовались маленькими капельками росы, которые на листьях растений принимают форму почти правильных шариков. Такую же форму имеют капли воды на парафине. Если капли привести в соприкосновение, то они сольются в одну большую каплю, форма которой также будет близка к шаровой. Эти явления кажутся удивительными! Ведь мы привыкли видеть, что жидкость принимает форму сосуда, в котором она находится, и собственной формы не имеет. Оказывается, это не всегда верно. Из геометрии известно, что шар имеет наименьшую площадь поверхности из всех тел равного объема. Если два одинаковых шарика сливаются в один, то площадь его поверхности будет меньше суммы площадей поверхностей обоих шариков. Выходит, что в описанных явлениях мы наблюдали самопроизвольное сокращение поверхности жидкости: жидкость принимала форму, при которой площадь ее поверхности оказывалась минимальной. Положим бритвенное лезвие, слегка покрытое жиром, на поверхность воды. Оно не тонет. Но если погрузить это лезвие в глубину воды, оно пойдет ко дну. Значит, свойства поверхности жидкости отличаются от свойств остальной ее части. Как это можно объяснить? Цель моей работы состоит в изучение поверхностных свойств жидкости. Поверхностное натяжение жидкостей – достаточно сложное явление. Природу его возникновения изучали в свое время такие физики, как Никола Тесла, Альберт Эйнштейн, Нильс Бор. При изучении причин возникновения поверхностного натяжения я воспроизводил опыты, иллюстрирующие поверхностные свойства жидкостей, описание которых нашел в научной литературе. Молекулы вещества в жидком состоянии расположены почти вплотную друг к другу. В отличие от твердых кристаллических тел, в которых молекулы образуют упорядоченные структуры во всем объеме кристалла и могут совершать тепловые колебания около фиксированных центров, молекулы жидкости обладают большей свободой. Каждая молекула жидкости, также как и в твердом теле, «зажата» со всех сторон соседними молекулами и совершает тепловые колебания около некоторого положения равновесия. Однако, время от времени любая молекула может переместиться в соседнее вакантное место. Такие перескоки в жидкостях происходят довольно часто; поэтому молекулы не привязаны к определенным центрам, как в кристаллах, и могут перемещаться по всему объему жидкости. Этим объясняется текучесть жидкостей. Из-за сильного взаимодействия между близко расположенными молекулами они могут образовывать локальные (неустойчивые) упорядоченные группы, содержащие несколько молекул. Это явление называется ближним порядком. Наиболее интересной особенностью жидкостей является наличие свободной поверхности. Жидкость, в отличие от газов, не заполняет весь объем сосуда, в который она налита. Между жидкостью и газом (или паром) образуется граница раздела, которая находится в особых условиях по сравнению с остальной массой жидкости. Молекулы в пограничном слое жидкости, в отличие от молекул в ее глубине, окружены другими молекулами той же жидкости не со всех сторон. Силы межмолекулярного взаимодействия, действующие на одну из молекул внутри жидкости со стороны соседних молекул, в среднем взаимно скомпенсированы. Любая молекула в пограничном слое притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости (силами, действующими на данную молекулу жидкости со стороны молекул газа (или пара) можно пренебречь). В результате появляется некоторая равнодействующая сила, направленная вглубь жидкости. Если молекула переместится с поверхности внутрь жидкости, силы межмолекулярного взаимодействия совершат положительную работу. Наоборот, чтобы вытащить некоторое количество молекул из глубины жидкости на поверхность (то есть увеличить площадь поверхности жидкости), надо затратить положительную работу внешних сил. Из механики известно, что равновесным состояниям системы соответствует минимальное значение ее потенциальной энергии. Отсюда следует, что свободная поверхность жидкости стремится сократить свою площадь. По этой причине свободная капля жидкости принимает шарообразную форму. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, сокращающие (стягивающие) эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения. Благодаря поверхностному натяжению воды на ее поверхности могут плавать легкие предметы и удерживаться водомерки. (слайд 2) Чем меньше поверхностное натяжение, тем легче жидкость проникает в ткань. Высокая проникающая способность мыльного раствора позволяет лучше очищать ткань. Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку, с той только разницей, что упругие силы в пленке зависят от площади ее поверхности (то есть от того, как пленка деформирована), а силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости. Некоторые жидкости, как, например, мыльная вода, обладают способностью образовывать тонкие пленки. Всем хорошо известные мыльные пузыри имеют правильную сферическую форму – в этом тоже проявляется действие сил поверхностного натяжения. Если в мыльный раствор опустить проволочную рамку, одна из сторон которой подвижна, то вся она затянется пленкой жидкости. Представим себе, что по тем или иным причинам поверхность жидкости увеличивается (растягивается). Это значит, что некоторое количество молекул переходит из объема жидкости в поверхностный слой. Для этого, надо затратить внешнюю работу. Другими словами, увеличение поверхности жидкости сопровождается отрицательной работой. Наоборот, при сокращении поверхности совершается положительная работа. Вблизи границы между жидкостью, твердым телом и газом форма свободной поверхности жидкости зависит от сил взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела. Если эти силы больше сил взаимодействия между молекулами самой жидкости, то жидкость смачивает поверхность твердого тела. В этом случае жидкость подходит к поверхности твердого тела под некоторым острым углом θ(эта), характерным для данной пары жидкость – твердое тело.(слайд 3) Угол θ называется краевым углом. Если силы взаимодействия между молекулами жидкости превосходят силы их взаимодействия с молекулами твердого тела, то краевой угол θ оказывается тупым (рис. 3.5.5). В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность твердого тела. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°. Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра – капиллярах. Смачивающие жидкости поднимаются по капиллярам, несмачивающие – опускаются. Форма, которую принимает свободная поверхность жидкости, зависит от сил поверхностного натяжения, от взаимодействия с ограничивающими поверхность твердыми стенками, а также от силы земного тяготения, действующей на жидкость. Особыми оказываются условия равновесия на линии раздела жидкость — газ — твердая стенка в тонких пленках и в узких сосудах — капиллярах. Наблюдающиеся в этих случаях явления получили общее название капиллярных. Детальная теория капиллярных явлений была разработана в XIX веке главным образом в работах английского физика Т. Юнга, французского физика П. Лапласа, немецкого математика К. Гаусса и русских ученых А. Ю. Давыдова и И. С. Громеки. Капиллярные эффекты, широко известные в технике и быту, в основном обусловлены тем, что благодаря действию сил поверхностного натяжения давление внутри жидкости может отличаться на некоторую величину Δр от внешнего давления р газа или пара над поверхностью жидкости. Сферическая форма капли жидкости при соприкосновении с поверхностью твердого тела не сохраняется. Изменение формы капли зависит от свойств жидкости и от материала, из которого сделано твердое тело. На стекле капля воды растекается, а на поверхности парафина приобретает форму сплюснутого шара. Зависимость формы капли от материала подложки объясняется различием сил взаимодействия между молекулами жидкости и сил взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела на границе раздела двух сред. Смачивание происходит если силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела больше, чем силы притяжения между молекулами жидкости, то жидкость смачивает поверхность. Хорошее смачивание необходимо при нанесении красочных покрытий, обработке фотоматериалов, пайке, стирке. Использование веществ с минимальной смачиваемостью требуется для гидроизоляции ( в частности, при изготовлении материала для плащей, курток и зонтиков) . Капиллярными явлениями называют подъем или опускание жидкости в трубках малого диаметра – капиллярах. Смачивающие жидкости поднимаются по капиллярам, несмачивающие – опускаются. Сферическая форма капли жидкости при соприкосновении с поверхностью твердого тела не сохраняется. Изменение формы капли зависит от свойств жидкости и от материала, из которого сделано твердое тело. На стекле капля воды растекается , а на поверхности парафина приобретает форму сплюснутого шара. Зависимость формы капли от материала подложки объясняется различием сил взаимодействия между молекулами жидкости и сил взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела на границе раздела двух сред. Смачивание происходит если силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела больше, чем силы притяжения между молекулами жидкости, то жидкость смачивает поверхность. Хорошее смачивание необходимо при нанесении красочных покрытий, обработке фотоматериалов, пайке, стирке. Использование веществ с минимальной смачиваемостью требуется для гидроизоляции (в частности, при изготовлении материала для плащей, курток и зонтиков). Опыты, иллюстрирующие поверхностные свойства жидкости. 1.Поступательное движение плавающих тел при изменении поверхностного натяжения воды. Оборудование: небольшой параллелепипед («кораблик») из пенопласта, клочок ваты, емкость с водой, жидкое моющее средство «Ферри». Проведение эксперимента: нос «кораблика» с помощью ножа заостряем, а к нижней части его «кормы» пришпиливаем с помощью английской булавки клочок ваты. Вату смачиваем моющим средством и опускаем «кораблик» на поверхность воды в большую емкость, после чего он сразу начинает движение. Если клочок ваты пришпилить ближе к одному из «бортов», сместить относительно оси «кораблика», то последний будет совершать по воде круговое движение. Объяснение результатов эксперимента: моющее средство представляет собой поверхностно-активное вещество (ПАВ), уменьшающее поверхностное натяжение воды. Поэтому «кораблик» движется в направлении чистой водной поверхности перпендикулярно границе ее раздела с водным раствором ПАВ. При проведении данного эксперимента необходимое требование к чистоте воды и других принадлежностей. 2. Вращение плавающих тел под воздействием ПАВ. Оборудование: чашка с водой, шайба, вырезанная из пищевой алюминиевой фольги с прорезью, мыльный раствор. Проведение эксперимента: шайбу осторожно опускаем на поверхность воды. Шайба, удерживаемая силами поверхностного натяжения воды, не тонет. После этого касаемся поверхности воды в центре шайбы кончиком спички, смоченным в мыльном растворе. Шайба сразу начинает вращаться вокруг своей оси. Объяснение результатов эксперимента: Раствор жирового мыла (являющегося типичным ПАВ) концентрируется и с достаточно большой скоростью распределяется в основном в поверхностном слое воды. Вытекающий из прорези шайбы мыльный раствор создает силу реакции, которая с учетом расположения прорези создает вращающий момент. 3. Измерение поверхностного натяжения воды. Оборудование: подставка, выполненная из пенопласта, два одноразовых медицинских шприца, чистая вода, раствор моющего средства в концентрации 1 капля на стакан воды, емкость для сбора жидкости. Проведение эксперимента: в один из шприцов наливают чистую воду, а в другой – ПАВ. Для лучшей видимости воду и раствор подкрашиваем. Шприцы без поршней устанавливаем на подставке. Жидкости каплями вытекают из шприцов. При этом чистая вода капает медленнее. В другом шприце жидкость через некоторое время вытекает полностью. Объяснение результатов эксперимента: поверхностное натяжение чистой воды на конце иглы несмотря на гидростатическое давление столба оставшейся в шприце жидкости. Поэтому жидкость вытекает медленно, а большая часть ее вообще не вытекает. ПАВ имеет низкий коэффициент поверхностного натяжения, поэтому полностью вытекает из шприца. 4.Измерение силы поверхностного натяжения. Оборудование : прямоугольная проволочная рамка с подвижной перемычкой, динамометр, емкость с мыльным раствором. Проведение эксперимента: Список литературы. 1.Физика 10. В.А.Касьянов,- М.,изд. Дрофа, 2004 2.Физика 10 /под ред. А.А.Пинского/ М., «Просвещение», 2007 3. Беседы по физике. М.И.Блудов.- М., «Просвещение», 1990 4.Физика в школе. Научно-методический журнал. №8, 2007 |
Добавить документ в свой блог или на сайт
Похожие:
 | Социальный проект «День самоуправления» Авторский коллектив: Лобов Иван, ученик 9кб класса Каракчеев Дмитрий, ученик 9кб класса Вдовина Алина, ученица 9кб класса Пьянков... |  | Положение о конкурсе «Ученик класса» в 5 классе мбоу «Еласовская сош» в 2012-2013 учебном году Конкурс «Ученик класса» направлен на поддержку талантливых детей, повышение уровня учебной мотивации учащихся |
| Реферат Написал ученик 7 класса Цель: Знакомство с типами домов в деревне Ношено и выяснение последовательность их строительства | | Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Типы дидактических отношений на уроке: «ученик – ученик», «учитель-ученик», «ученик – учебный материал» |
| Контактная информация Олимпийских игр в нашей школе прошли олимпийские уроки, которые подготовили и провели учащиеся нашей школы: Николаев Егор, ученик... | | Реферат по истории Моя родословная Автор: Мальцев Дмитрий Алексеевич, ученик 11Б класса моу «Гимназия №9» г. Шадринска Курганской области |
| Реферат по теме «История краснозобой казарки» Автор: ученик 2 «Г» класса мбоу «сош№28» города Норильска Красноярского края Гуров Дмитрий Владимирович | | Реферат по теме «Хоккей моя любимая игра» Автор: ученик 2 «Г» класса мбоу «сош№28» города Норильска Красноярского края Свищёв Корилл Андреевич |
| Реферат по теме «Роль чисел в сказках А. Пушкина» Автор: ученик 4 класса моу «Наумовская сош» Томского района Томской области Романов Сергей | | Реферат R,R-винная кислота и её производные Выполнил Ученик 10А класса... «Московский Городской Педагогический университет; биолого-химический университет» |
| Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах... Формирование нравственных отношений в процессе совместной деятельности учитель – ученик, ученик – ученик | | Реферат по информатике выполнил ученик 11-"А" класса Титенко Дмитрий... Мы живем на стыке двух тысячелетий, когда человечество вступило в эпоху новой научно-технической революции |
| Реферат по информатике Дементьев Евгений, ученик 9«А» класса Сегодня множество людей неожиданно для себя открывают существование глобальных сетей, объединяющих компьютеры во всем мире в единое... | | Темы рефератов по разделу «Компьютерные телекоммуникации» Реферат должен быть объемом 2-5 печатных листов. Ученик должен уметь рассказать содержание реферата и отвечать на вопросы по теме.... |
| Реферат по теме: «Особенности строения эукариотической клетки» Ученик 9 класса подготовил реферат по теме: «Особенности строения эукариотической клетки», а утром он обратил внимание на то, что... | | Реферат по географии Исполнитель: ученик 9а класса Зудинов Сергей Машиностроение – наиболее крупная комплексная отрасль, определяющая уровень научно-технического прогресса во всем народном хозяйстве,... |
