Поверхностное натяжение. Смачивание. Капиллярные явления

1.

Поверхностное натяжение.
Смачивание. Капиллярные явления.

2.

C явлением поверхностного натяжения жидкости мы
сталкиваемся каждый день:
• капли воды стремятся принять форму, близкую к
шарообразной (а в невесомости они совсем
шарообразные);
• струя воды из-под крана стремится к цилиндрической
форме;
• булавка не тонет на поверхности воды в стакане;
• многие насекомые могут скользить по поверхности воды.

3.

Поверхностное натяжение обусловлено
силами притяжения между молекулами.
На молекулы вблизи поверхности жидкости
действует результирующая сила,
направленная внутрь от поверхности
жидкости.

4.

Сила поверхностного натяжения – сила,
действующая вдоль поверхности жидкости
перпендикулярно линии, ограничивающей
эту поверхность. Она стремится сократить
поверхность до минимума, поэтому капли
жидкости в невесомости имеют форму
шара.

5.

Коэффициент поверхностного натяжения –
величина, равная отношению модуля силы F
поверхностного натяжения, действующей на
границу поверхностного слоя длиной l к этой длине.
F — сила поверхностного
натяжения [Н]
l — длина контура,
ограничивающего
поверхность жидкости [м]
σ — коэффициент
поверхностного натяжения
[Н/м]

6.

Смачивание – явление, возникающее на границе
соприкосновения жидкостей с твёрдыми телами,
другими жидкостями и газами. Оно обусловлено
взаимодействием молекул на границе контактирующих
сред.
При полном смачивании капля жидкости растекается по
поверхности твёрдого тела (рис.б). В случае
несмачивания капля стремится к сферической форме
(рис.а).

7.

Смачивание в быту и промышленности
Хорошее смачивание необходимо при крашении,
стирке, обработке фотоматериалов, нанесении
лакокрасочных
покрытий,
при
склеивании
материалов, при пайке.
Свести смачивание к минимуму стремятся при
получении гидроизоляционных материалов.

8.

Капиллярные
явления
–
явления,
обусловленные поверхностным натяжением
и происходящие в тонких узких трубках
(капиллярах).

9.

Высота подъёма (опускания) жидкости в
капилляре
обратно
пропорциональна
радиусу r капилляра.

10.

Капиллярные явления в природе и в
быту.
Снабжение
стеблей
растений
влагой,
передвижение влаги в почве.
Впитывание влаги пористой бумагой или
тканью, поднятие керосина по фитилю
керосиновой лампы или спирта в спиртовке,
движение чернил в стержне фломастера.

11.

Задание 1.
Чем вызвано поверхностное натяжение?

12.

Задание 2.
Какую форму принимает жидкость в
условиях невесомости?

13.

Задание 3.
Изменится ли коэффициент поверхностного
натяжения жидкости, если длина поверхности
увеличится в 2 раза?

14.

Задание 4.
Почему капля воды имеет форму шара?
А. Поверхность шара минимальна среди поверхностей тел
данного объема.
Б. На каплю действует воздух во время ее движения. Он и
сглаживает все неровности на жидкой капле.
В. С любых неровностей молекулы жидкости испаряются быстрее,
поэтому все выступы на капле быстро исчезают.
Г. Во время падения капля находится в состоянии невесомости и
на молекулы жидкости действуют только силы собственного
гравитационного притяжения молекул. Эти силы превращают
каплю в шар.

15.

Задание 5.
В опыте обнаружено, что при подъеме проволочной рамки из воды
водяная пленка разрывается при значении силы 4,2·10-3 Н. Каково
значение коэффициента поверхностного натяжения воды, если
ширина проволочной рамки 3 см?
А. 7 • 10-2 Н/м.
В. 7 •10-4 Н/м.
Д. 1,26 • 10-2 Н/м.
Б. 14 • 10-2 Н/м.
Г. 1,4 • 10-3 Н/м.
Е. 2,52 • 10-2 Н/м.