Поверхностное натяжение жидкости (стр. 2 )

Б. вода холодная;

В. не имеет значения;

5. При слиянии мелких капель в крупные их энергия

А. не изменяется

Б. уменьшается

В. увеличивается

6. Бритвенное лезвие или иголку легче положить на воду, если

А. они обезжирены;

Б. смазаны жиром;

В. смазка неважна;

7. Чтобы высушить почву быстрее, её нужно

А. уплотнить;

Б. взрыхлить;

В. не имеет значения

8. Во времена ртуть из сосуда удаляли сложенной вдвое пластинкой свинца. Это значит, что

А. ртуть не смачивает свинец;

Б. ртуть смачивает свинец;

В. свинец вступает в реакцию со ртутью;

9. Чернилами писать удобнее на:

А. промасленной бумаге;

Б. промокательной бумаге;

В. плотной бумаге;

10. Если наблюдать за каплей, то большей по размерам будет капля

А. воды;

Б. спирта;

В. эфира;

11. Если налить в стеклянный стакан смачивающую жидкость, то её уровень будет

А. чуть выше краёв стакана;

Б. чуть ниже краёв стакана;

В. вровень с краями стакана;

12. На поверхности жидкостей кладут кольцо. Где сильней нужно будет отрывать кольцо, если коэффициенты поверхностного натяжения: спирта – 22 мН/м; керосина – 24 мН/м; воды – 73 мН/м ?

А. от спирта;

Б. от воды;

В. от керосина;

13. Каким должен быть диаметр капиллярной трубки, чтобы вода в ней поднималась на

1 мм? Коэффициент поверхностного натяжения 73 мН/м.

А. 0,47 мм;

Б. 29,2 мм;

В. 2,92 мм;

14. В спирт опущена трубка диаметром 0.5 мм. На какую высоту поднимется спирт в трубке? Коэффициент поверхностного натяжения спирта равен 22мН/м, плотность спирта равна 800 кг/м3 .

А. 22 см;

Б. 22 мм;

В. 22 м;

15. Фитиль поднимает воду на высоту 8 см. На какую высоту по тому же фитилю поднимается спирт? Коэффициент поверхностного натяжения спирта равен 22 мН/м, плотность спирта – 800 кг/м3, коэффициент поверхностного натяжения воды равен

73 мН/м.

А. 29 мм;

Б. 29 см

В. 2,9 мм

Ключ ответа к тесту:

1-  а. 2-б . 3-б. 4- б. 5-б. 6- б. 7- а. 8-б. 9- в. 10-а. 11-а. 12-б. 13- б.14-б. 15-а.

Критерии оценивания

Каждое задание оценивается по 1 баллу.

оценка	баллы
5	14 - 15
4	13 - 12
3	11 - 9

Приложение 2 Примерные разработки занятий

Тема 1 Строение жидкостей (1ч)

Рассмотреть особенности строения жидкости:

-плотное расположение молекул

-малые расстояния между молекулами

-силы взаимодействия между молекулами пока не вычислены и уравнения состояния жидкости или идеальной жидкости нет.

Газ способен превращаться в жидкость (конденсация) и наоборот (парообразование) при обычных температурах;

Газ можно сжатием превратить в жидкость охлаждением до температуры ниже критической. Не представляет принципиальной трудности сжижение газов имеющих высокую критическую температуру. Более сложная задача сжижение газов, имеющих критическую температуру близкую к абсолютному нулю, например кислород – 154,4 К, азот – 126,4 К, водород – 33,3 К, гелий – 5, 3 К. Такие низкие температуры не встречаются на Земле в естественном состоянии, поэтому проблема сжижения этих газов оказывается тесно связанной с проблемой получения низких температур.

Тема 2 Поверхностная энергия. Собственная форма жидкости (1ч)

Выдувать мыльные пузыри – любимое занятие детей. Но из этого занятия можно извлечь много ценных сведений. Мыльный пузырь имеет почти правильную сферическую форму.

Эксперимент № 1 пронаблюдать форму мыльных пузырей и их форму, если прекратить надувать мыльный пузырь (сокращение пузыря)

Эксперимент № 2 пронаблюдать форму капель воды на парафине или жирном стекле. Если капли привести в соприкосновение, то они сливаются в одну большую каплю, форма которой также будет близка к шаровой. А ведь мы привыкли видеть, что жидкость принимает форму сосуда и собственной не имеет. Очевидно, это не всегда верно.

Из геометрии известно, что шар имеет наименьшую площадь поверхности из всех тел равного объёма.

Самопроизвольное сокращение поверхности жидкости подтверждает, что жидкость принимала форму, при которой площадь её поверхности оказывалась минимальной.

Задача №1: Две малые капли воды одинакового радиуса при соприкосновении сливаются в одну. Как изменится площадь поверхности образовавшейся капли по сравнению с первоначальной площадью поверхности обеих капель? Почему происходит слияние лёгких капель?

Задача № 2: Сферическую каплю ртути радиусом 3 мм разделили на две одинаковые капли. Какую работу при этом пришлось совершить для увеличения энергии поверхностного слоя? Коэффициент поверхностного натяжения ртути 0,465 Дж/м2.

Проанализировать, как ведут себя молекулы на поверхности и внутри жидкости, почему силы сцепления не проявляются внутри жидкости, собственная форма жидкости.

Жидкость в космосе.

Уменьшение поверхности мыльной плёнки на колечке с ниткой.

Эксперимент № 3 опыт Плато: для него необходимо (анилин + раствор соли) или (масло + спиртовой раствор). Опыт надо проделывать терпеливо и осторожно: приготовить ту или иную смесь, ввести в эту смесь немного масла посредством шприца, чтобы получилась одна капля. Опыт Плато можно провести более просто: маленький стакан сполоснуть водой, налить в него оливковое масло и поставить на дно большого стакана. В большой стакан наливают спирт, чтобы маленький стакан был полностью погружен в спирт. Затем по стенке большого стакана из ложечки осторожно долить понемногу воду. Поверхность масла в маленьком стакане становится выпуклой; выпуклость постепенно возрастает, и при достаточном количестве подлитой воды поднимается из стакана, образуя шар довольно значительных размеров, висящий внутри смеси спирта и воды.

Проанализировать шарообразную форму маленьких капель. Расчёт радиуса капли, если W1 = W 2

или: 4/3πρġ r4к = 4πσr2к.

Вопрос: Почему дробь круглая?

Сокращение поверхности и минимум поверхностной энергии.

Эксперимент № 4. Налить в тарелку немного воды положить на её поверхность 4 спички так, чтобы они составили квадрат. Взять кусочек мыла и коснуться поверхности воды внутри квадрата из спичек.

Тема 3 Поверхностное натяжение

Эксперимент №1: Пронаблюдать и качественно оценить поведение мыльных плёнок на проволочных каркасах.

Силы поверхностного натяжения.

Определить физический смысл коэффициента поверхностного натяжения (силовой): отношение модуля силы поверхностного натяжения к длине периметра, ограничивающего поверхность жидкости. Проанализировать таблицу «Коэффициент поверхностного натяжения некоторых жидкостей»

Роль поверхностного натяжения в жизни живой природы очень разнообразна. Например, поверхностная плёнка воды для многих организмов является опорой при движении. Так перемещаются береговые пауки, водомерки.

Тема 4 Жидкостные плёнки

Эксперимент №1: Получить пену из мыльной воды или из яичного белка. Из чистой воды пена получится очень неустойчивой. Мыльную плёнку можно деформировать.

Эксперимент №2: Сквозь мыльную плёнку на кольце пропустить струю воды.

- Смоченный мыльной водой стальной шарик бросить сквозь мыльную плёнку, чтобы плёнка осталась целой.

- Во время мытья рук получить мыльную плёнку между больших и указательных пальцев, составив из пальцев ромб. Жидкость интенсивно движется. Плёнка окрашивается по мере истончения плёнки. Появляются чёрные пятна.

Тема 5. Зависимость поверхностного натяжения от температур. Силы сцепления в жидкостях в зависимости от температуры

Эксперимент №1: Размеры капель из холодной и горячей воды. Размеры мыльных пузырей из горячего и холодного мыльного раствора.

Эксперимент №2: Определить коэффициент поверхностного натяжения, или перефразировать вопрос для определения диаметра капель методом отрыва капель (по условию задачи 761 из сборника задач автора

Тема 6. Явление смачивания и не смачивания

Эксперимент№1:Пронаблюдать форму капель воды на парафинированной пластинке, на чистой стеклянной пластинке. Форма поверхности жидкости у места соприкосновения с твёрдой стенкой и газом.

Копейка (алюминиевая), иголка на поверхности воды

Как происходит процесс паяния.

Эксперимент №2: Способ наливания воды в бутыль с узким горлышком по спичке или стеклянной палочке, расположенных вертикально.

Эксперимент № 3: На поверхность чистой горячей воды поместить небольшой кусочек парафина (воска и т. п.). После остывания воды вынем пластинку. Капнем воду на верхнюю и нижнюю грани пластинки, пронаблюдаем, что на одной стороне вода смачивает пластину на другой – нет. Молекулы многих веществ довольно сложны; благодаря этому различные части такой молекулы могут обнаруживать различные силы сцепления при взаимодействии с другими молекулами. Парафин на горячей воде плавится, и молекулы жидкого парафина поворачиваются, притягиваясь своими сильно взаимодействующими с водой концами к поверхности воды. После застывания получается двусторонняя пластинка.

Такими свойствами обладают различные смазочные маслянистые вещества. Они имеют удлинённую форму, на одном конце находится группа атомов СООН (карбоксильная группа). Эта группа обуславливает сцепление молекул маслянистых веществ с поверхностями твёрдых тел - активные концы; другие концы тех же молекул дают очень малые силы сцепления - инертные концы.

Личинки комаров (в том числе и малярийных) подвешиваются снизу у поверхностной плёнки воды с помощью особых не смачивающихся щетинок, для создания воздушного пузыря. Личинки окружают свои органы дыхания, т. к. у них нет жабр.

Перья и пух водоплавающих птиц всегда обильно смазаны жировыми выделениями особых желёз, что объясняет их непромокаемость.

Воскообразный налёт на листьях некоторых растений препятствует заливанию устьиц этих растений, через которые они дышат.

Тема 7 Кривизна свободной поверхности жидкости. Краевой угол. Мениск

Эксперимент №1: Рассмотреть поверхность капель; поверхность жидкости в стакане; любого пузырька. Форма этих поверхностей такая, что силы поверхностного натяжения, направленные по касательной к поверхности жидкости, дают результирующую направленную в сторону вогнутости. Дать определение краевого угла. Дать определение мениска.