Поверхностное натяжение Урок 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 Томсон Мыльный 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 ухе мембраны, служащие границами живых клеток; мембраны в живых организмах, отделяющие один орган от другого скелеты радиолярий, микроскопических морских животных.

Энергия поверхностного слоя М олекулы поверхностного слоя обладают избыточной по сравнению с молекулами внутри жидкости потенциальной энергией, т.е. поверхностной энергией Е п = 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 рамки F внеш = F пов работа внешней силы при перемещении рамочки на будет равна А внеш = F внеш = п = S. S = 2L=ΔXl –приращение площади поверхности обеих сторон мыльной пленки, где l = 2L – длина периметра, ограничивающего поверхность жидкости. F = l, тогда = F пов / l

Коэффициент поверхностного натяжения жидкости = F пов / 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/м мыльного раствора = 40 мН/м

Сечение сферической капли жидкости Половина капли находится в равновесии под действием сил поверхностного натяжения, приложенных к границе раздела длиной 2 R и сил избыточного давления, действующих на площадь сечения R 2 2 R = р R 2

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.