Слайд 3
Смачивание
Сма́чивание — это поверхностное явление, заключающееся во взаимодействии жидкости с поверхностью твёрдого
тела или другой жидкости. Смачивание бывает двух видов:
Иммерсионное (вся поверхность твёрдого
тела контактирует с жидкостью)
Контактное (состоит из трёх фаз — твердая, жидкая, газообразная)
Слайд 4
Смачиваемость – явление искривления
поверхности жидкости у поверхности твердого тела в результате взаимодействия
молекул жидкости с молекулами твердого тела
Угол смачивания – угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости и стенкой, во внутрь жидкости.
Мениск – форма поверхности жидкости вблизи стенки сосуда или между близко расположенными твердыми стенками
Слайд 6
Опыт
«Намокание воска»
Вначале накапали воск на воду,
Слайд 7
затем, когда он высох, положили его на тарелку
и капнули воду с одной стороны,
Слайд 8
а потом с другой стороны.
Вывод: ни с
какой стороны воск водой не пропитался.
Слайд 9
Если жидкость контактирует с твердым
телом, то существуют две возможности:
1) молекулы жидкости притягиваются друг
у кругу сильнее, чем к молекулам твердого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведет себя ртуть на стекле, вода на парафине или "жирной" поверхности. В этом случае говорят, что жидкость НЕ смачивает поверхность;
Слайд 10
Жидкость, собирающаяся в каплю, а не растекающаяся по
поверхности твердого тела называется
несмачивающей
Fж-т < Fж
Угол смачивания
Θ > 90°
Вода-парафин, ртуть-стекло
Слайд 14
2) молекулы жидкости притягиваются друг у кругу слабее,
чем к молекулам твердого тела. В результате жидкость стремится
прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведет себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.
Слайд 15
Жидкость, которая растекается тонкой пленкой по
поверхности твердого тела называется
смачивающей
Fж-т > Fж
Угол смачивания
Θ
Слайд 17
Если жидкости находится в сосуде, то смачивающая жидкость
в месте соприкосновения с его стенкой образует выпуклость книзу
(вогнутый мениск, от греческого meniskos – лунный серп), как бы стараясь растечься по большей площади твёрдой поверхности, и оттого приподнимается (1). В стеклянной посуде так себя ведут вода, спирт, мыльный раствор и другие жидкости. А вот ртуть, растительное масло и некоторые другие в стеклянных или других сосудах будут иметь уже выпуклость кверху – выпуклый мениск (2).
Слайд 18
Применение смачивания
Смачивание имеет важное
значение, как в быту, так и в промышленности. Хорошее
смачивание необходимо при крашении, стирке, обработке фотоматериалов, нанесении лакокрасочных покрытий, при склеивании материалов, при пайке, во флотационных процессах (обогащение руд). И, наоборот, при сооружении гидроизоляции стен, бассейнов и т.д. нужны материалы, не смачиваемые водой. Ткани, не смачивающиеся водой, применяют для изготовления зонтов и плащей. Хорошо защищает от смачивания жир и масло. Водоплавающие птицы смазывают свои перья при помощи клюва жиром, который выделяется специальной железой. Поэтому гусь, утка, лебедь и многие другие птицы выходят из воды сухими.
Слайд 19
«Гидроизоляция» водоплавающих птиц и животных
Слайд 20
Пояснение: игла, покрытая тонким слоем жира, не смачивается
водой. Она оказывается на дне водяной лощинки, поддерживаемой водяной
пленкой, которая стремится расправиться. Вот это-то стремление воды расправить свою вдавленную иглой поверхность выталкивает иглу из воды, не давая ей затонуть.
Слайд 22
Содержание
Капиллярность
Капиллярные явления
Формула подсчета высоты поднятия жидкости
Капиллярные явления
в нашей жизни
Практическая работа №1
Опыт на капиллярность
Капиллярные явления в
растительном мире
Кровеносные сосуды
Капиллярные явления в природе
Практическая работа №2
Практическая работа №3
Заключение
Слайд 23
Капиллярность
Капиллярность (поверхностное натяжение) – это свойство жидкости изменять
положение её поверхности, вызванное натяжением и силой взаимодействия между
нею и стенками трубок или мелкими порами грунта. Поверхностное натяжение зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом.
Слайд 24
Смачивание каналов – поднятие жидкости;
Несмачивание каналов жидкостью –
опускание.
Слайд 25
Капиллярные явления
Явление смачивания (или несмачивания) твердого тела жидкостью
приводит к появлению капиллярного эффекта.
Капиллярами называют тонкие трубки,
вставленные в сосуд с жидкостью, а также самые тонкие сосуды в организме человека и других животных. Капиллярный эффект связан с тем, что в зависимости от того, смачивается жидкость стенки капилляра или нет, внутри капилляра поверхность жидкости приобретает соответственно вогнутую или выпуклую форму.
Слайд 27
Формула, определяющая высоту поднятия жидкости в капиллярах.
ρgh = 2σ
∕ r
где:
h — высота поднятия столба жидкости
g — ускорение свободного падения
ρ — плотность
жидкости
r— радиус капилляра
σ – коэффициент поверхностного натяжения
Слайд 28
Задача.
Дано:
h=14 см
σ=72,8•10-3 н/м
g=9.8 Н/кг
ρ=103кг/м3
r - ?
Слайд 29
Решение:
h = 2σ ∕ ρgr
r = 2•
78.8 • 10-3 ∕ 0.14 • 103 • 9.8
=
= 106.12 • 10-6 (м)
r = 2σ ∕ ρgh
Ответ: 106.12 • 10-6 м
Слайд 30
Капиллярные явления в нашей жизни
Капиллярные явления играют большую
роль в природе и технике. Благодаря капиллярности возможны жизнедеятельность
животных и растений, различные химические процессы, бытовые явления (например, подъём керосина по фитилю в керосиновой лампе, вытирание рук полотенцем).
Проблема. Горячая или холодная жидкость поднимается выше?
Ответ: с повышением температуры поверхностное натяжение падает гораздо быстрее, чем уменьшается плотность жидкости. В итоге горячая жидкость поднимается в капиллярных трубках ниже холодной.
Слайд 31
Проблема.
Почему носовые платки делают из хлопчатобумажной ткани, а
не из шёлковой?
Слайд 32
Проделаем наглядные опыты
В прозрачный пузырек нальем воду и
добавим чернила.
Отрежем полоску ткани от тряпочки для вытирания пыли.
Опустим
один конец ткани в пузырек с окрашенной водой и поставим пузырек на подставку.
Другой конец будет свободно свисать.
Подставим под него стакан с водой. В прозрачной воде особенно хорошо видны падающие капли чернил.
Слайд 33
Сделаем несколько ступеней с полосками ткани и стаканами.
Если
нижний стакан будет пуст - мы сможем наблюдать, с
какой скоростью он будет наполняться.
Слайд 34
Явление капиллярности мы можем использовать для полива цветов,
уезжая в отпуск.
Поставим баллон с водой на шкаф, опустим
на дно один конец бинта, а другой - в горшок с растением. Вода постоянно будет смачивать землю.
Слайд 35
Практическая работа №1.
Цель работы: исследовать зависимость высоты подъема
от состава и материала. Объяснить, почему в том или
ином случае высота подъема больше (меньше).
Приборы и оборудование: 2 полоски бумаги одинакового размера, но разного состава с метками на одном уровне, стакан с водой.
Слайд 36
Ход выполнения ПР 1:
Берем 2 полоски бумаги. Поочередно
опускаем их в стакан с водой до отмеченной черты.
Наблюдаем
подъем жидкости по материалу.
Слайд 38
Опыт.
Используя две стеклянные трубки определить радиус капилляров по
известной высоте. Сделать вывод.
Вывод: Чем тоньше капилляр, тем выше
поднимается жидкость в нём.
Слайд 39
Капиллярные явления в растительном мире
Ксилема (от греч. ξύλον
[ксилон] – дерево, деревянный брусок) – система проводящих сосудов
в растении.
Механизм «водокачки» состоит из двух осмотических насосов и капиллярных сил стенок сосудов.
Слайд 40
Кровеносные сосуды
Всё тело пронизывают кровеносные сосуды
Артерии – это
сосуды, по которым движется кровь от сердца
В организме человека
примерно 150 миллиардов капилляров
Вены – сосуды, по которым кровь движется к сердцу
Слайд 41
Капиллярные явления в природе
В капиллярах происходят основные процессы,
связанные с дыханием и питанием организма, вся сложнейшая химия
жизни тесно связана с диффузионными явлениями
Почва может быть представлена как совокупность капиллярных трубочек
Для сохранения влаги надо почву перекапывать, а для осушения – утрамбовывать
Слайд 42
Практическая работа №2 «Капиллярность почвы»
Цель работы: изучить капиллярность
почвы.
Приборы и материалы: образец почвы, вода, линейка, ванночка.
Слайд 43
Историческая справка
«Неолитическая революция» – находясь под угрозой голода,
он резко изменил способ своего существования
Агрономия – отрасль науки,
имеющая дело с наиболее важным свойством почвы – плодородием
Люди наиболее тщательно изучают самый верхний слой почвы – пахотный
Ни одна почва не состоит целиком из песка или целиком из глины
Механический состав и капиллярность почвы сильно влияет на её плодородие
Чем больше в почве глины, тем сильнее удерживается драгоценная влага, но хуже поступает воздух
Слайд 44
Метод выполнения практической работы
Взять пробу почвы: для этого
бездонный стакан заполним почвой.
Взятую пробу просушивают в муфельной печи
или около обогревательного прибора.
Далее помещают нижний срез в воду на 1–2 см и оставляют на 1–3 часа.
После этого измеряют высоту поднятия воды в почве и рассчитывают толщину капилляров.
Слайд 46
А теперь возьмем вместо почвы песок.
5 минут
15 минут
Слайд 47
Практическая работа №3.
Цель работы: исследовать капиллярность древесного материала.
Приборы:
5 спичек, пипетка, вода.
Слайд 48
Ход выполнения ПР 3:
Сломаем спички пополам и расположим
их на плоской поверхности так, как показано на фото
1.
Пипеткой добавим каплю воды в центр данной фигуры.
Проследим изменения фигуры.
2.
3.
Слайд 49
Итак, мы выяснили, что:
Капиллярность – это свойство жидкостей,
всасываясь, подниматься или опускаться по капиллярам
Капиллярные явления широко распространены
как в повседневной деятельности, так и в природе
Знания в этой области находят широкое применение в технике
Слайд 50
Сила поверхностного натяжения жидкости.
Слайд 51
Сила поверхностного натяжения.
Сила поверхностного натяжения - это сила,
обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к
ее поверхности.
Слайд 52
Метод «пузырька».
«Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него:
вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая
извлекать из него уроки физики», - писал великий английский физик лорд Кельвин.
Слайд 53
Метод капли.
Пока капля мала, она не отрывается:
ее удерживают силы поверхностного натяжения. Всмотритесь внимательно, как постепенно
растет капля, образуется сужение - шейка, и капля отрывается.
Слайд 54
Опыт «Горка воды»
Сила поверхностного натяжения позволяет нам наблюдать,
как образуется «горка воды».
Слайд 55
Опыт «Плато»
Если взять смесь воды и спирта и
поместить в нее каплю жидкого масла, то в какой-то
момент сила тяжести уравновесится силой Архимеда и образовавшийся масляный шар, свободно покоящийся в смеси.
Слайд 57
“Удержание”иголки на воде за счёт поверхностного натяжения