Поверхностное натяжениеУрок физики в 10 классе
Выдуйте мыльный пузырь и смотрите на него: вы можете заниматься всю жизнь его изучением, не переставая извлекать из него уроки физики.Уильям ТомсонМыльный пузырь – самое красивое и самое совершенное, что существует в природе.Марк Твен
У жидкости есть свободная поверхность Равнодействующая сил, действующая на каждую молекулу на поверхности жидкости, будет направлена вглубь жидкости, перпендикулярно поверхности. И поверхностные молекулы втягиваются внутрь жидкости.
Формы минимальных поверхностей жидкостей Жидкость в свободном состоянии принимает форму шара Мыльные пленки на каркасах
Примеры минимальных поверхностей в природе барабанная перепонка в нашем ухемембраны, служащие границами живых клеток; мембраны в живых организмах, отделяющие один орган от другогоскелеты радиолярий, микроскопических морских животных.
Энергия поверхностного слоя Молекулы поверхностного слоя обладают избыточной по сравнению с молекулами внутри жидкости потенциальной энергией, т.е. поверхностной энергиейЕп =S (- коэффициент поверхностного натяжения)Жидкость принимает такую форму при которой эта энергия будет иметь минимальное значение, а ее площадь оказывается минимальной для данного объема жидкости.
Механизм возникновения поверхностного натяжения Если в мыльный раствор опустить проволочную рамку, одна из сторон которой подвижна, то на ней образуется пленка жидкости.Силы поверхностного натяжения стремятся сократить поверхность пленки и направлены наверх.
Условие равновесия подвижной стороны рамкиFвнеш = Fпов работа внешней силы при перемещении рамочки на будет равна Авнеш = Fвнеш = п = S. S = 2L=ΔXl –приращение площади поверхности обеих сторон мыльной пленки, где l = 2L – длина периметра, ограничивающего поверхность жидкости. F = l , тогда = Fпов /l
Коэффициент поверхностного натяжения жидкости = Fпов /l Коэффициентом поверхностного натяжения называется отношение модуля силы поверхностного натяжения к длине периметра, ограничивающего поверхность жидкости. - зависит от: - Рода жидкости - Наличия примесей - Температуры
чистой воды = 73 мН/ммыльного раствора = 40 мН/м
Сечение сферической капли жидкости Половина капли находится в равновесии под действием сил поверхностного натяжения, приложенных к границе раздела длиной 2R и сил избыточного давления, действующих на площадь сечения R2 2R = рR2
Формула Лапласа Избыточное давление, вызванное одной искривленной поверхностью (внутри капли жидкости) р = 2/R Избыточное давление внутри мыльного пузыря (он имеет две искривленные поверхности) р = 4/R
Мыльный пузырь – тонкая многослойная пленка мыльной воды, наполненная воздухом, обычно в виде сферы с переливчатой поверхностью.
Капельная модель ядра состоит из протонов и нейтронов и имеет сферическую форму
Поверхностное натяжение в природе и жизни
Водомерки легко скользят по поверхности воды. Лапка водомерки, покрытая воскообразным налётом, не смачивается водой, поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, образуя небольшое углубление.
Мыльные пузыри – это состав из мыла, улыбок, радости,детского смеха и чувства, что ты счастлив.