Муниципальное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа №3
Исследовательская работа
Ферромагнитная жидкость.
Работу выполнил:
ученик 9 «А» класса
МОУ СОШ № 3
Руководители работы:
учитель химии
учитель физики
МОУ СОШ № 3
г. Комсомольск-на-Амуре
2014 год
Оглавление
Опрос ……………...…..…………………..4
Диамагнетики...………………..………… 6
Парамагнетики………………………….... 6
Ферромагнетики…………………………...7
Ферромагнитная жидкость …......……… 7
Состав ……………………………………….7
Области применения………………………..7
Экспериментальная часть….…………….. 9
Вывод ……..……………………………...…9
Литература…………………………….……..9
Исследовательская работа по теме:
«Ферромагнитная жидкость»
Цель работы:
1.Понять, что такое «ферромагнитная жидкость».
2.Узнать, как получить ферромагнитную жидкость.
Основные задачи:
1.Узнать, что такое диа -, пара - и ферромагнетики.
2.Узнать, что такое ферромагнитная жидкость.
3.Определить отрасли применения.
4.Узнать, известно ли ученикам что-либо о данном веществе.
5.Получить, в домашних условиях, ферромагнитную жидкость. Провести опыты над ней.
Актуальность темы.
В настоящее время магнитные жидкости активно изучают в большинстве развитых стран. Всё больше и больше магнитная жидкость "втекает" в повседневную жизнь. С невероятной скоростью учёные находят новые отрасли применения данной жидкости, но обычному человеку мало что известно о ней. Поэтому нашей основной целью является донести до простого человека, что такое ферромагнитная жидкость.
Гипотеза.
Ферромагнитная жидкость может менять форму в присутствии магнитного поля.
Опрос.
Опрос проводился среди учеников 9 и 11-ых классов. Вопросы были следующие:
«Знаете ли вы что такое ферромагнитная жидкость?»
«Слышали ли вы ранее о ферромагнитной жидкости, если да, то откуда?»
«Где бы могла применяться ферромагнитная жидкость?»
Вывод опроса.
Из этих опросов можно сделать вывод, что ученики старших классов, совсем не знают, что такое ферромагнитная жидкость. А это говорит о том, что применение ферромагнитной жидкости в нашей стране минимально. Ведь если бы ферромагнитная жидкость применялась повсеместно то, кто, как ни подростки, проводящие в интернете большую часть времени, узнали бы первые об этом.
Диамагнетики.
Диамагнетики — вещества, намагничивающиеся против направления внешнего магнитного поля. В отсутствие внешнего магнитного поля диамагнетики немагнитны. Магнитная проницаемость «м» у диамагнетиков близка к единице и не зависит от величины магнитного поля. (м < 1). По абсолютной величине диамагнитная восприимчивость мала и слабо зависит как от напряжённости магнитного поля, так и от температуры.
В 1777 году C. Дж. Бергман стал первым человеком, заметившим, что висмут и сурьма отталкиваются магнитным полем. Однако термин «диамагнетизм» был введен позже (в сентябре 1845 года) Майклом Фарадеем, когда он понял, что все материалы в природе обладают в некоторой степени диамагнитным характером ответа на приложенное к ним магнитное поле.
Примерами диамагнетиков являются: свинец, цинк, висмут, стекло, водород, бензол, вода, медь, кварц, графит.
Парамагнетики.
Парамагнетики — вещества, которые намагничиваются во внешнем магнитном поле в направлении внешнего магнитного поля и имеют положительную магнитную восприимчивость (м > 1).
Термин «Парамагнетизм» также ввёл в 1845 году Майкл Фарадей, который разделил все вещества (кроме ферромагнитных) на диа - и парамагнитные.
Примерами парамагнетиков являются: азот, воздух, кислород, эбонит, алюминий, вольфрам, платина.
Ферромагнетики.
Ферромагнетики — вещества (как правило, в твёрдом кристаллическом или аморфном состоянии), которые ниже определённой критической температуры (Точки Кюри) способны обладать намагниченностью в отсутствие внешнего магнитного поля.
Примерами ферромагнетиков являются: кобальт, никель, железо и их сплавы.
Ферромагнитная жидкость.
Ферромагнитная жидкость - жидкость, сильно поляризующаяся в присутствии магнитного поля.
Ферромагнитные жидкости представляют собой коллоидные системы, состоящие из ферромагнитных или ферримагнитных частиц нанометровых размеров, находящихся в несущей жидкости, в качестве которой обычно выступает органический растворитель или вода. Для обеспечения устойчивости такой жидкости ферромагнитные частицы связываются с поверхностно-активным веществом (ПАВ), образующим защитную оболочку вокруг частиц и препятствующим их слипанию из-за магнитных сил.
Состав:
Ферромагнитные жидкости состоят из частиц нанометровых размеров (обычный размер 10 нм или меньше) магнетита, гематита или другого материала, содержащего железо, взвешенных в несущей жидкости. Они достаточно малы, чтобы тепловое движение распределило их равномерно по несущей жидкости, чтобы они давали вклад в реакцию жидкости в целом на магнитное поле. Аналогичным образом ионы в водных растворах парамагнитных солей (например, водный раствор сульфата меди(II) или хлорида марганца(II)) придают раствору парамагнитные свойства.
Области применения:
Машиностроение.
1.Герметизатор в различного рода уплотнениях, подшипниках трения и качения, сложных узлах станков и машин (не позволяет жидкости вытекать из зазора, и работоспособность устройства увеличивается в пять раз).
2.Амортизаторы.
Медицина.
1. Противоопухолевые препараты смешивают с магнитной жидкостью, вводят в кровь и располагают магнит у опухоли. Лекарство сосредоточивается у пораженного участка, не нанося вреда всему организму.
2. В качестве рентгеноконтрастных веществ для диагностики полых органов, т. к. коллоидные ферритовые частицы активно поглощают рентгеновские лучи.
Оборонная промышленность.
1.Военно-воздушные силы США внедрили радиопоглощающее покрытие на основе ферромагнитной жидкости. Снижая отражение электромагнитных волн, оно помогает уменьшить эффективную площадь рассевания самолета.
Авиакосмическая промышленность.
1.NASA проводило эксперименты по использованию ферромагнитной жидкости в замкнутом кольце как основу для системы стабилизации космического корабля в пространстве. Магнитное поле воздействует на ферромагнитную жидкость в кольце, изменяя момент импульса и влияя на вращение корабля.
Горнорудная промышленность.
1.Ферромагнитная жидкость может быть использована в составе магнитножидкостного сепаратора для очистки от шлака мелкого золота.
Электронные устройства.
1.Ферромагнитные жидкости используются для создания жидких уплотнительных устройств вокруг вращающихся осей в компьютерных жёстких дисках.
2.Ферромагнитная жидкость также используются в некоторых высокочастотных динамиках для отвода тепла от звуковой катушки.
Экспериментальная часть.
Мне потребовалось:
1.Двухкомпонентный тонер с девелопером.
2.Моторное масло.
Процесс приготовления данной жидкости в домашних условиях весьма прост. Первым делом засыпаем тонер. Делаем это осторожно, чтобы не вдохнуть его. Затем льём масло, до консистенции сметаны, если смесь будет слишком жидкой, то магнитные свойства будут выражаться не так ярко. Для лучшего эффекта подогреваем смесь в течении получаса, при этом постоянно помешивая. Ферромагнитная жидкость готова.
Следующим опытом я наглядно доказал гипотезу «Ферромагнитная жидкость может менять форму в присутствии магнитного поля». На слайде видно, что при поднесении предметного стекла с данной жидкостью к магниту, жидкость меняет форму.
Вывод.
Завершая свою работу, я выполнил все поставленные задачи, а именно: узнал о диа-, пара-, ферромагнетиках, узнал, что такое ферромагнитная жидкость, где она применяется, и смог получить её в домашних условиях. Но самое главное то, что у меня получилось рассказать это простым языком, я смог донести эту информацию до людей не сведущих в физике или химии. Всё гениальное - просто.
Литература.
Физика в средней школе: Теория. Задания.
Жилко, : учеб. пособие для 11-го кл. общеобразоват. шк. с рус. яз. обучения / , , . — Мн.: Нар. асвета, 2002. — С. 291-297.
— Многообразие видов магнитного упорядочения в твёрдых телах
и др. Коллоидно-химические основы получения устойчивых золей ферромагнетиков в различных средах
, , Электрические свойства магнитных жидкостей. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1983.
Ферромагнитная жидкость. https://ru. wikipedia. org/wiki/%D4%E5%F0%F0%EE%EC%E0%E3%ED%E8%F2%ED%E0%FF_%E6%E8%E4%EA%EE%F1%F2%FC
