Презентация учащихся 8 класса. «Капилля» - волос (в переводе с латинского). Поэтому узкие цилиндрические трубки с диаметром около миллиметра и менее называются. - презентация

1 Презентация учащихся 8 класса

2 «Капилля» - волос (в переводе с латинского). Поэтому узкие цилиндрические трубки с диаметром около миллиметра и менее называются капиллярами.

3 В жизни мы часто имеем дело с телами, пронизанными множеством мелких каналов (бумага, пряжа, кожа, различные строительные материалы, почва, дерево). Придя в соприкосновение с водой или другими жидкостями, такие тела очень часто впитывают их в себя. На этом основано действие полотенца при вытирании рук, действие фитиля в керосиновой лампе и т.д. Очень часто жидкость, впитываясь в пористое тело, поднимается вверх.

4 При рассмотрении капиллярных явлений следует подчеркнуть их роль в биологии, так как большинство растительных и животных тканей пронизано громадным числом капиллярных сосудов. Приведем некоторые данные для организма человека. Площадь поперечного сечения аорты 8 см², а общая площадь сечения всех капилляров примерно 3200 см², т.е. площадь капилляров больше площади аорты в 400 раз. Соответственно падает скорость кровотока – от 20 см/с в начале аорты до 0,05 см/с в капилляре. Диаметр каждого капилляра в 50 раз меньше диаметра человеческого волоса, а длина его менее 0,5 мм. В теле взрослого человека имеется до 160 млрд. капилляров. Общая длина капилляров достигает тыс. км.

5 Задачи исследования Какая сила поднимает жидкость по капиллярам? Как зависит высота поднятия жидкости от толщины воздушного клина между стеклянными пластинками ? Зависит ли высота поднятия воды в капиллярах от его радиуса ?

6 1. Провести эксперименты: 1)Объяснить, что за сила поднимает воду по капиллярам?; 2)Определить зависимость высоты поднятия жидкости от толщины воздушного клина между стеклянными пластинками?, 3) Определить зависимость высоты поднятия воды в капиллярах от его радиуса? 2. Обосновать результаты эксперимента с точки зрения законов физики. 3. Сделать выводы.

7 В случае смачивающей жидкости (А) силы притяжения F ж-т между молекулами жидкости и твердого тела(стенки капилляра) превосходят силы взаимодействия F ж между молекулами жидкости, поэтому жидкость втягивается внутрь капилляра, и подъем жидкости в капилляре происходит до тех пор, пока результирующая сила F в, действующая на жидкость вверх, не уравновесится силой тяжести mg столба жидкости высотой h: F в = mg. Жидкость, не смачивающая стенки капилляра (Б), опускается в нем на расстояние h. По третьему закону Ньютона сила F в, действующая на жидкость, равна силе поверхностного натяжения F пов, действующей на стенку по линии соприкосновения её с жидкостью: F в = F пов. А Б

8 При равновесии жидкости в капилляре F пов = mg. Сила поверхностного натяжения при хорошем смачивании F пов = σ×2 π r. Масса столба жидкости объемом V= π r ² h: m=ρV=ρπr ² h. Исходя из условия равновесия жидкости в капилляре: σ×2 π r =ρπr ² hg, следовательно: Итак, высота подъема жидкости в капилляре зависит от свойств жидкости (её поверхностного натяжения σ и плотности ρ), а также от радиуса капилляра – чем меньше радиус капилляра, тем больше высота подъема жидкости в капилляре.

9 Ход исследования Проследим, как поднимается вода по капиллярам в промокательной бумаге, хлопчатобумажной ткани и бумажной салфетке. Для этого: 1) возьмем полоски, вырезанные из промокательной бумаги, хлопчатобумажной ткани и салфетки; 2) одновременно опустим полоски в подкрашенную воду; 3) наблюдаем промокание исследуемых материалов и поднятие влажной границы вверх; 4) определим высоту подъема воды в образцах и рассчитаем радиус капилляров. ЭКСПЕРИМЕНТ 1

10 Образец 1- промокательная бумага. h = 30 мм r = 2σ/ρhπ = 2×0,0728/(1000 ×0,03 ×3,14) 0,00155 м 1,55 мм Образец 2- хлопчатобумажное полотенце. h = 42 мм r = 2σ/ρhπ = 2×0,0728/(1000 ×0,042 ×3,14) 0,00110 м 1,1 мм. h = 12 мм r = 2σ/ρhπ = 2×0,0728/(1000 ×0,012 ×3,14) 0,00386 м 3,86 мм. Образец 3- бумажная салфетка. r = 2σ/ρhπ r = 2σ/ρhπ, следовательно: Вывод: ЧЕМ > h, ТЕМ < r. Вода поднимается вверх по этим материалам, т.к. они пронизаны тонкими каналами неправильной формы (т.е. капиллярами). Если материал смачивается водой, то она втягивается в канал на тем большую высоту, чем уже канал. Следовательно, ткань имеет более узкие капилляры, чем промокательная бумага и бумажная салфетка.

11 Проследим, как поднимается вода в стеклянных трубках. Для этого: 1) возьмем две трубки разного диаметра (D 1 < D 2, h 1 > h 2 ); 2) опустим в подкрашенную воду; 3) пронаблюдаем за подъемом воды. D1D1 h1h1 D2D2 h2h2 ЭКСПЕРИМЕНТ 2 ВЫВОД: наблюдаем подтверждение результатов предыдущего эксперимента.

12 Результат капиллярных явлений зависит от силы взаимодействия молекул внутри жидкости и от силы взаимодействия молекул твердого тела с молекулами жидкости. Чем меньше радиус капилляра, тем выше поднимается вода по капилляру. Уровень движения жидкости по капиллярам зависит также от плотности жидкости и поверхностного натяжения. Ткань и бумага обладают высокой смачиваемостью потому, что эти материалы пронизаны капиллярами.