II часть: Изучение явлений смачивания и не смачивания твердого тела жидкостью.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Тема: «Свойства жидкостей: поверхностное натяжение, смачивание, капиллярность»

Цель: изучить свойства жидкости: поверхностное натяжение, смачивание и капиллярность.

Оборудование: стаканы с холодной и горячей водой, баночка с тальком, кусочек мыла, пластилин, петля проволочная,,пипетка, различные тела, которые смачиваются и не смачиваются водой (стеклянная пластина, парафиновая свеча, бумага, техническая бумага и др.), капилляр, линейка.

Теоретическая часть

Свободная поверхность жидкости стремится сократиться до минимальных размеров. Свойство поверхности жидкости сокращаться объясняется существованием силы поверхностного натяжения. Сила поверхностного натяжения - это сила, действующая вдоль всей свободной поверхности жидкости, перпендикулярно к линии ограничивающей поверхность и направленная внутрь жидкости: , где - длина поверхностного слоя жидкости, - коэффициент поверхностного натяжения [Н/м], характеризует свободную поверхность самой жидкости.

Жидкость взаимодействует и с газами, и с поверхностями твердого тела. С силой взаимодействия между молекулами жидкости и твердого тела связаны явления смачивания и не смачивания.

вогнутый мениск 1) Если сила взаимодействия между молекулами жидкости и поверхностью твердого тела больше силы взаимодействия между молекулами этой жидкости, то жидкость смачивает твёрдую поверхность (см. рис.), а так же O – краевой угол удовлетворяет условию O < 90°

выпуклый мениск 2) Если сила взаимодействия между молекулами жидкости и поверхности твердого вещества меньше силы взаимодействия между молекулами этой жидкости, то жидкость не смачивает твёрдую поверхность (см. рис.), а краевой угол - O > 90°.

Например: -не смачивается чистой водой бумага, обработанная маслом.

- смачивается чистой водой поверхность обезжиренного стекла.

Капилляр – очень узкая трубка (от латинского «капилля» – волос) – трубка с малым внутренним диаметром.

Капиллярность – подъём или опускание жидкости в капилляре, причиной которого является явление смачивания и не смачивания.

Высота подъёма или опускания (h) зависит от рода жидкости (ее плотности, коэффициента поверхностного натяжения) и радиуса капилляра, что видно из формулы:

где s - коэффициент поверхностного натяжения жидкости;

r – внутренний радиус трубки;

r - плотность жидкости; g = 9,8 м/с²

Наблюдение и объяснение этих свойств жидкости и есть основная задача работы.

Практическая часть

I часть: Исследование зависимости коэффициента поверхностного натяжения от температуры и от наличия примесей в воде.

1. Опустите проволочную петлю в стакан с водой, а затем осторожно выньте так, чтобы в петле образовалась плёнка (проделайте опыт с холодной и горячей водой).

Почему образовалась водяная плёнка в петле? Какая сила удерживает воду в петле? Как зависит эта сила от температуры воды?

 

2.Скатайте из пластилина шарик диаметром 1,5-1,8 см, опустите его при помощи проволочной петли сначала в холодную воду, а затем в горячую (ненадолго).

Как повела себя холодная и горячая вода на поверхности пластилина? Объясните итоги увиденного.

 

3.Просейте тальк на поверхность холодной воды. Коснитесь поверхности воды кусочком мыла.

Опишите итоги опыта с тальком. Объясните его.

 

II часть: Изучение явлений смачивания и не смачивания твердого тела жидкостью.

1. Капните с помощью пипетки по капле воды на поверхность различных тел.

2. Внимательно пронаблюдайте за формой капельки на поверхностях (вид с боку).

Зарисуйте форму капельки воды на поверхности различных тел, располагая рисунки в соответствующем столбце и указывая вид поверхности.
Вода смачивает поверхность	Вода не смачивает поверхность

III часть:Наблюдение поднятия жидкости по капилляру.

1.Опустите капилляр в стакан с холодной водой. Пронаблюдайте поднятие жидкости в капилляре. Измерьте высоту поднятия жидкости в капилляре.

2. Повторите опыт с горячей водой.

Зарисуйте уровень и форму поверхности жидкости в капилляре относительно уровня в стакане. Запишите величину поднятия жидкости h.
Вода холодная	Вода горячая
Объясните итоги III опыта на основе теории (формула или закономерность):

По итогам лабораторной работы сформулируйте общий вывод:

 

ОТВЕТЫ НА КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

ОПЫТ 1

1.Как коэффициент поверхностного натяжения воды зависит от температуры? Причина?

2.Из крана самовара падают капли. Когда эти капли более тяжёлые: когда вода горячая или когда она остыла? Почему?

3.Как заставить плавать иглу на поверхности жидкости? Почему это возможно? Что необходимо сделать для того, чтобы облегчить задачу?

ОПЫТ 2

1.Почему чернилами нельзя написать на жирной бумаге?

2.Почему алюминий не удаётся паять оловянным припоем?

3.Где можно использовать смачивание?

4.Предложите способ избежать смачивания поверхностей водой.

ОПЫТ 3

1.Зачем в стальных перьях для письма делают продольный разрез? Что этот разрез напоминает?

2.Если положить кусок мела на мокрую губку, он намокнет. Если сухую губку положить на мокрый мел, она останется сухим. Почему?

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: