Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 31.27 Kb.
|
| Материал прошлого урока Теория. Молекулы поверхностного слоя оказывают молекулярное давление на жидкость, стягивая ее поверхность к минимуму. Этот эффект называют поверхностным натяжением. Сила поверхностного натяжения прямо пропорциональна длине линии, разделяющей поверхность жидкости и соприкасающегося с ней тела. Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура, на который она действует и пропорциональна длине этого участка. Коэффициент пропорциональности σ — сила, приходящаяся на единицу длины контура — называется коэффициентом поверхностного натяжения. Сила поверхностного натяжения, это сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности. Поверхность жидкости, соприкасающейся с другой средой, например с ее собственным паром, с какой-либо другой жидкостью или с твердым телом (в частности, со стенками сосуда, в котором она содержится), находится в особых условиях по сравнению с остальной массой жидкости. Возникают эти особые условия потому, что молекулы пограничного слоя жидкости, в отличие от молекул в ее глубине, окружены молекулами жидкости не со всех сторон (рис.1).  Часть “соседей” поверхностных молекул - это частицы второй среды, с которой жидкость граничит. Имея же разных соседей, молекулы поверхностного слоя и взаимодействуют с ними различным способом. Поэтому силы, действующие на каждую молекулу в этом слое, оказываются неуравновешенными: существует некоторая равнодействующая сила, направленная либо в сторону объема жидкости, либо в сторону граничащей с ней среды.(рис.1) На каждую молекулу жидкости действуют силы притяжения к окружающим ее молекулам, удаленным от нее на расстояние порядка 10 -9 м. Рассмотрим молекулу М, расположенную внутри жидкости, налитой в сосуд. Со всех сторон эту молекулу окружают молекулы, и силы притяжения выделенной молекулы к ее соседям уравновешиваются. Выделим молекулу М, находящуюся на поверхности жидкости. Результирующая сила притяжения этой молекулы к молекулам пара меньше результирующей силы ее притяжения к молекулам жидкости. Благодаря этому появляется равнодействующая сила, направленная внутрь жидкости. То же можно сказать о всех молекулах жидкости, находящихся в поверхностном слое, толщина которого равна радиусу действия молекулярных сил. Поверхностный слой давит на молекулы, находящиеся внутри жидкости. В этом отношении он напоминает оболочку детского воздушного шара. (рис.2).  Чтобы переместить молекулу М , расположенную непосредственно под поверхностным слоем, необходимо совершить работу против сил молекулярного давления, следовательно молекулы образующие поверхностный слой жидкости, обладают дополнительной потенциальной энергией по сравнению с молекулами находящимися внутри жидкости. Когда жидкость находится в свободном состоянии и не взаимодействует с опорой или сосудом она принимает форму шара. Малый объем жидкости сам по себе принимает форму, близкую к шару, т.к. благодаря малой массе жидкости мала и сила тяжести, действующая на нее. Из наблюдений над отрывом капель можно определить численное значение коэффициента поверхностного натяжения. Перед отрывом образуется шейка, радиус которой меньше радиуса трубки. Вдоль окружности этой шейки и действует сила поверхностного натяжения, которая в момент отрыва должна быть равна силе тяжести. Если радиус шейки r, а коэффициент поверхностного натяжения σ, то сила поверхностного натяжения равна 2r, следовательно отрыв капли происходит при условии 2πRσ =Р Измерив вес Р оторвавшейся капли и радиус шейки в момент отрыва, можно вычислить коэффициент поверхностного натяжения σ = Р/2σR Вода чистая σ =0,0725 Задача 1. 20 капель воды имеют массу 1,4г. Рассчитайте радиус одной капли. Задача 2. Стальная иголка смазана жиром. При каком максимальном диаметре она ещё может лежать на поверхности воды? Задача 3. Какую массу воды можно унести в решете площадью S = 100 см2, если размеры ячеек равны a2 = 1 × 1 мм2. Вода решето не смачивает. [ ≅ 300 г ] Задача 4. Какая максимальная масса воды может находиться в трубке радиусом r = 0,25 мм? Полное смачивание. Напоминаю, что площадь круга находится по формуле  (1)объем цилиндра -  (2)объем шара  (3)Если нужно найти радиус, зная значение площади, можно выразить значение радиуса из формулы (1)  |
Добавить документ в свой блог или на сайт
