Свойства жидкостей Свойства жидкостей СодержаниеСодержание Общие свойства. Молекулярное строение Общие свойства. Молекулярное строение поверхностное. - презентация

1

2 Свойства жидкостей Свойства жидкостей

3 СодержаниеСодержание Общие свойства. Молекулярное строение Общие свойства. Молекулярное строение поверхностное натяжение поверхностное натяжение явления на границе жидкости с твёрдым телом явления на границе жидкости с твёрдым телом капиллярные явления: Капиллярные явления Капиллярные явления Капиллярные явления Капиллярные явления Формула Жюрена Формула Жюрена Формула Жюрена Формула Жюрена Капиллярные явления в природе, технике, с/х Капиллярные явления в природе, технике, с/х Капиллярные явления в природе, технике, с/х Капиллярные явления в природе, технике, с/х

4 Общие свойства. Молекулярное строение жидкости. Молекулярное давление и его оценка Молекулы жидкости совершают тепловые колебания около положений равновесия со средней частотой 1/t0, близкой к частотам колебаний атомов в кристаллах, и амплитудой, определяемой «свободным объемом», предоставленным молекуле ее соседями. По истечении времени t >> t0 эти положения равновесия смещаются на расстояния порядка 10-8 см. Среднее (по совокупности большого числа молекул) время t, называемое временем релаксации, является характерным временем, связанным с перемещением частиц жидкости на расстояния порядка 10-8 см. Молекулы жидкости совершают тепловые колебания около положений равновесия со средней частотой 1/t0, близкой к частотам колебаний атомов в кристаллах, и амплитудой, определяемой «свободным объемом», предоставленным молекуле ее соседями. По истечении времени t >> t0 эти положения равновесия смещаются на расстояния порядка 10-8 см. Среднее (по совокупности большого числа молекул) время t, называемое временем релаксации, является характерным временем, связанным с перемещением частиц жидкости на расстояния порядка 10-8 см.

5 Поверхностное натяжение. Энергия поверхностного слоя жидкости Капиллярность (поверхностное натяжение) – это свойство жидкости изменять положение ее поверхности, вызванное натяжением и силой взаимодействия между нею и стенками трубок или мелкими порами грунта. Поверхностное натяжение зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом. Вода из всех жидкостей имеет наибольшее поверхностное натяжение σt=0,081 Н/м. Для воды при температуре 20°С в трубке диаметром d мм высота капиллярного поднятия выражается формулой H = 30/d мм Капиллярное поднятие жидкости, смачивающей стенки (вода в стеклянном сосуде и капилляре). Капиллярность (поверхностное натяжение) – это свойство жидкости изменять положение ее поверхности, вызванное натяжением и силой взаимодействия между нею и стенками трубок или мелкими порами грунта. Поверхностное натяжение зависит от температуры, уменьшаясь с ее ростом. Вода из всех жидкостей имеет наибольшее поверхностное натяжение σt=0,081 Н/м. Для воды при температуре 20°С в трубке диаметром d мм высота капиллярного поднятия выражается формулой H = 30/d мм Капиллярное поднятие жидкости, смачивающей стенки (вода в стеклянном сосуде и капилляре).

6 Явления на границе жидкости с твёрдым телом Опыт показывает, что поверхность жидкости стремится принять такую форму, чтобы иметь минимальную площадь. Это явление связано с воздействием на поверхность жидкости механических сил, стремящихся уменьшить площадь этой поверхности. Указанные силы называются силами поверхностного натяжения. силами поверхностного натяжениясилами поверхностного натяжения Рассмотрим явления, возникающие на границе раздела жидкости и газа. Пусть имеется пленка жидкости (например, мыльная пленка), натянутая на рамку с одной подвижной перемычкой (см. рис.) Рассмотрим явления, возникающие на границе раздела жидкости и газа. Пусть имеется пленка жидкости (например, мыльная пленка), натянутая на рамку с одной подвижной перемычкой (см. рис.)

7 Капиллярные явления Явление смачивания (или несмачивания) твердого тела жидкостью приводит к появлению капиллярного эффекта. Капилляром называется тонкая трубка, вставленная в сосуд с жидкостью. Капиллярный эффект связан с тем, что в зависимости от того, смачивает жидкость стенки капилляра или нет, внутри капилляра поверхность жидкости приобретает соответственно вогнутую или выпуклую форму. В первом случае давление внутри жидкости уменьшается по сравнению с внешним, и она поднимается внутри капилляра (см. рис.). А во втором - это давление возрастает, что приводит к опусканию уровня жидкости в капилляре по отношению к её уровню в сосуде (см. рис.). капиллярного эффектакапиллярного эффекта

8 Формула Жюрена Для смачивающей жидкости Но радиус кривизны жидкости R связан с радиусом капилляра r :, где θ - угол краевой, т.е. высота подъёма в капилляре равна, где θ - угол краевой, т.е. высота подъёма в капилляре равна - формула Жюрена. - формула Жюрена. Для воды σ = н/м, ρ = 10 3 кг/м3 при θ 0, r = 10 6 м h 30 м.

9 Капиллярные явления в природе, технике, сельском хозяйстве Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике. Так, подъем питательного раствора по стеблю или стволу растения в значительной мере обусловлен явлением капиллярности: раствор поднимается по тонким капиллярным трубкам, образованным стенками растительных клеток. По капиллярам почвы поднимается вода из глубинных слоев в поверхностные слои. Уменьшая диаметр почвенных капилляров путем уплотнения почвы, можно усилить приток воды к поверхности почвы, т. е. к зоне испарения, и этим ускорить высушивание почвы. Наоборот, разрыхляя поверхность почвы и разрушая тем самым систему почвенных капилляров, можно задержать приток воды к зоне испарения и замедлить высушивание почвы. Именно на этом основаны известные агротехнические приемы регулирования водного режима почвы - прикатка и боронование. По капиллярным каналам в стенках зданий поднимается грунтовая вода (в отсутствие гидроизоляции); по капиллярам фитиля поднимаются смазочные вещества (фитильная смазка); на явлении капиллярности основано использование промокательной бумаги и т. д. Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике. Так, подъем питательного раствора по стеблю или стволу растения в значительной мере обусловлен явлением капиллярности: раствор поднимается по тонким капиллярным трубкам, образованным стенками растительных клеток. По капиллярам почвы поднимается вода из глубинных слоев в поверхностные слои. Уменьшая диаметр почвенных капилляров путем уплотнения почвы, можно усилить приток воды к поверхности почвы, т. е. к зоне испарения, и этим ускорить высушивание почвы. Наоборот, разрыхляя поверхность почвы и разрушая тем самым систему почвенных капилляров, можно задержать приток воды к зоне испарения и замедлить высушивание почвы. Именно на этом основаны известные агротехнические приемы регулирования водного режима почвы - прикатка и боронование. По капиллярным каналам в стенках зданий поднимается грунтовая вода (в отсутствие гидроизоляции); по капиллярам фитиля поднимаются смазочные вещества (фитильная смазка); на явлении капиллярности основано использование промокательной бумаги и т. д.

10 ИсточникиИсточники

11 Капилляр в смачивающей (а) и не смачивающей (б) жидкостях Капиллярные явления. Капиллярное поднятие жидкости, смачивающей стенки (вода в стеклянном сосуде и капилляре). стенки (вода в стеклянном сосуде и капилляре).