ЗАГАДКИ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ Выполнила работу Субботина Анастасия Ученица 10Б класса МАОУ лицей 7 Руководитель учитель физики МАОУ лицей 7 Василенко. - презентация

1 ЗАГАДКИ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ Выполнила работу Субботина Анастасия Ученица 10Б класса МАОУ лицей 7 Руководитель учитель физики МАОУ лицей 7 Василенко Галина Анатольевна Город Томск

2 Однажды в интернете я увидела фотографии дождевых капель, в полете на большой высоте, и меня заинтересовало то, что их форма была почти круглая, а не такая, какую мы видим, когда капля свисает с крана.

3

4 Взаимодействия в поверхностном слое

5 Коэффициент поверхностного натяжения

6 Опыт с воздушными шариками Опыт с предметными стеклами

7 Смачивание и несмачивание

8 Почему это возможно?

9 Что такое мыльный пузырь

10 Оценка толщины стенки мыльного пузыря

11 Физическая модель явления: v =const mg =F c + F A - условие равновесия F A =4/3 воз gR 3 – сила Архимеда, R – радиус пузыря воз = 1,29 кг/м 3 – плотность воздуха, m = 4 в R 2 – масса пузыря, в = 10 3 кг/м 3 – плотность воды, d – толщина стенки пузыря Сила сопротивления воздуха F cоп F с = v R, = Па ×с – вязкость воздуха (F с =6 v R – точная формула ) Из условия равновесия получаем оценку для : d =(9 v + 2 воз gR 2 )/6 в gR mg FAFA FсFс v R

12 Численные оценки: Высота падения пузыря h 2 м, время падения t 3 c; радиус пузыря R 3 см; скорость падения v 0,7 м/с Оценка толщины стенки: d=(9×0,7×2× ×1,3×10×9×10 4 )/( 6×10 3 ×10×0,03 ) 1,3 ×10 -5 м =13 мкм

13 Пузыри на морозе фотография пузыря, который у нас получился фотография взята из Интернета

14 Самый тонкий в мире дисплей, состоящий из мыльного пузыря!

15 Мыльные пленки на каркасах

16 Экспериментальная задача Определение поверхностного натяжения неизвестной жидкости. Пусть один груз (m 1 ) имеет плоское основание и смачивается обеими жидкостями. l 1 = 21 см = 0,21 м l 2 = 10,3 см = 0,103 м l 3 = 12,5 см = 0,125 м l 4 = 11, 5 см = 0,115 м σ 0 = 0,073 Н/м σ x - ? Уравновесим грузы m 1 и m 2 на рычаге и запишем условие этого равновесия: m 1 gl 1 = m 2 gl 2. (1)

17 Не изменяя плеча l 1, опустим груз с плоским основанием в воду и будем увеличивать плечо силы m 2 g до тех пор, пока не произойдет отрыв груза m 1 от поверхности воды. Затем измеряем длину плеча l 3 силы m 2 g и записываем условие равновесия рычага для этого случая: (m 1 g + F H1 )l 1 = m 2 gl 3. (2) Поступая аналогично с неизвестной жидкостью получаем уравнение (m 1 g + F H2 )l 1 = m 2 gl 4. (3) В этих равенствах F H1 и F H2 – силы поверхностного натяжения, равные F H1 = σ 0 L, F H2 = σ x L,

18 Где σ 0 и σ x – поверхностные натяжения воды и неизвестной жидкости, L – длина границы поверхностного слоя при отрыве груза. Из уравнений (1) и (2) получим равенство σ 0 Ll 1 = m 2 g (l 3 – l 2 ), (4) а из уравнений (1) и (3) – равенство σ x Ll 1 = m 2 g (l 4 – l 2 ). (5) Решая совместно уравнения (4) и (5), находим: σ x = σ 0 l 4 – l 2 /l 3 – l 2. σ x = 0,073 Н/м 0,115 м – 0,103 м/0,125 м – 0,103 м = 0,073 Н/м 0,012 м/0,022 м = 0,073 Н/м 0,55 = 0,04 Н/м Ответ: σ x = 0,04 Н/м – это мыльный раствор

19 Коэффициент поверхностного натяжения жидкостей, мН/м (при 20°C) Вода 73 Бензин 21 Керосин 24 Мыльный раствор 40 Молоко 46 Спирт 22 Эфир этиловый 17