Состояние вещества
<<  Жидкое состояние вещества Кристаллические решетки  >>
Капиллярные явления
Капиллярные явления
Общие свойства
Общие свойства
Поверхностное натяжение
Поверхностное натяжение
Явления на границе жидкости с твёрдым телом
Явления на границе жидкости с твёрдым телом
Капиллярные явления
Капиллярные явления
«Капилля» - волос (в переводе с латинского) – узкие цилиндрические
«Капилля» - волос (в переводе с латинского) – узкие цилиндрические
Капиллярные явления в природе, технике, сельском хозяйстве
Капиллярные явления в природе, технике, сельском хозяйстве
Физика жизни
Физика жизни
Попробуем выяснить что заставляет жидкость подниматься или опускаться
Попробуем выяснить что заставляет жидкость подниматься или опускаться
План проведения исследования:
План проведения исследования:
Капиллярность – явление подъема или опускания жидкости в капиллярах
Капиллярность – явление подъема или опускания жидкости в капиллярах
От чего зависит высота подъема жидкости в капилляре
От чего зависит высота подъема жидкости в капилляре
Ход исследования:
Ход исследования:
Образец №1- промокательная бумага
Образец №1- промокательная бумага
Проследим, как поднимается вода в стеклянных трубках
Проследим, как поднимается вода в стеклянных трубках
Эксперимент №3
Эксперимент №3
Проследим, как поднимается вода между двумя стеклянными пластинами,
Проследим, как поднимается вода между двумя стеклянными пластинами,
Вычисление поверхностного натяжения воды и 60%раствора
Вычисление поверхностного натяжения воды и 60%раствора
Силы поверхностного натяжения в капиллярах
Силы поверхностного натяжения в капиллярах
Степень смачивания характеризуется углом смачивания
Степень смачивания характеризуется углом смачивания
Выводы:
Выводы:

Презентация на тему: «Капиллярные явления». Автор: 1. Файл: «Капиллярные явления.ppt». Размер zip-архива: 1277 КБ.

Капиллярные явления

содержание презентации «Капиллярные явления.ppt»
СлайдТекст
1 Капиллярные явления

Капиллярные явления

2 Общие свойства

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.

3 Поверхностное натяжение

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 ?t=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).

4 Явления на границе жидкости с твёрдым телом

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. 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.)

5 Капиллярные явления

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.).

6 «Капилля» - волос (в переводе с латинского) – узкие цилиндрические

«Капилля» - волос (в переводе с латинского) – узкие цилиндрические

трубки с диаметром около миллиметра и менее называются капиллярами.

7 Капиллярные явления в природе, технике, сельском хозяйстве

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.

8 Физика жизни

Физика жизни

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 см?, а общая площадь сечения всех капилляров примерно 3200 см?, 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 60-80тыс. км.

9 Попробуем выяснить что заставляет жидкость подниматься или опускаться

Попробуем выяснить что заставляет жидкость подниматься или опускаться

по узкой трубке?

Вопросы исследования: Какая сила поднимает жидкость по капиллярам ( чем объяснить, что пузырек воздуха, попав в кровеносный сосуд, способен остановить поток крови)? Как зависит высота поднятия жидкости от толщины воздушного клина между стеклянными пластинками ? Зависит ли высота поднятия воды в капиллярах от его радиуса ?

10 План проведения исследования:

План проведения исследования:

Обосновать с точки зрения физики причину движения жидкости по капиллярам. Провести эксперимент по вопросам: Какая сила поднимает воду между пластинками и по капиллярам? Как зависит высота поднятия жидкости от толщины воздушного клина между стеклянными пластинками ? Зависит ли высота поднятия воды в капиллярах от его радиуса ? Обосновать результаты эксперимента с точки зрения законов физики. Сделать выводы.

11 Капиллярность – явление подъема или опускания жидкости в капиллярах

Капиллярность – явление подъема или опускания жидкости в капиллярах

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

12 От чего зависит высота подъема жидкости в капилляре

От чего зависит высота подъема жидкости в капилляре

т.о.при равновесии жидкости в капилляре Fпов = mg. Сила поверхностного натяжения при хорошем смачиванииFпов = ??2 ? r . Масса столба жидкости объемом V= ? r? h: m=?V=??r?h. Исходя из условия равновесия жидкости в капилляре: ??2 ? r =??r?hg, следовательно: Итак: высота подъема жидкости в капилляре зависит от свойств жидкости(её поверхностного натяжения ? и плотности ?), а также от радиуса капилляра – чем меньше радиус капилляра, тем больше высота подъема жидкости в капилляре.

13 Ход исследования:

Ход исследования:

Проследим, как поднимается вода по капиллярам в промокательной бумаге, ткани и бумажной салфетке. Для этого: Возьмем полоску хлопчато – бумажной ткани и полоску салфетки. Одновременно опустим обе полоски в подкрашенную воду. Наблюдаем промокание исследуемых материалов и поднятие влажной границы вверх. Определим высоту подъема воды в образцах и рассчитаем радиус капилляров :

Эксперимент №1.

14 Образец №1- промокательная бумага

Образец №1- промокательная бумага

ВЫВОД: ЧЕМ > h, ТЕМ < r .

r = 2?/?h?

H = 30 мм r = 2?/?h? = 2?0,0728/(1000 ?0,03 ?3,14) ? ? 0,00155 м ? 1,55 мм.

H = 42 мм r = 2?/?h? = 2?0,0728/(1000 ?0,042 ?3,14) ? ? 0,00110 м ? 1,1 мм.

H = 12 мм r = 2?/?h? = 2?0,0728/(1000 ?0,012 ?3,14) ? ? 0,00386 м ? 3,86 мм.

Следовательно:

Образец №2- хлопчатобумажное полотенце.

Образец №3- бумажная салфетка.

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.

15 Проследим, как поднимается вода в стеклянных трубках

Проследим, как поднимается вода в стеклянных трубках

Для этого: Возьмем две трубки разного диаметра(D1 < D2, h1 > h2) Опустим в подкрашенную воду. Пронаблюдаем за подъемом воды.

ВЫВОД: наблюдаем подтверждение результатов предыдущего эксперимента .

Эксперимент №2.

D1

D2

h1

h2

16 Эксперимент №3

Эксперимент №3

Проследим, как поднимается вода между двумя стеклянными пластинами, скрепленными по краям пластилином. Для этого: Две стеклянные пластины, склеим между собой кусочками пластилина так, что между ними образуется воздушный клин. Опустим пластины в воду на глубину 0,5 - 1см. Пронаблюдаем за подъемом воды.

Вывод: Чем меньше воздушный клин между стеклянными пластинами, тем выше поднимается столбик воды.

17 Проследим, как поднимается вода между двумя стеклянными пластинами,

Проследим, как поднимается вода между двумя стеклянными пластинами,

соединенными клином. Для этого: Возьмем две стеклянные пластинки соединенные клином так, чтобы с одной стороны края были плотно прижаты, а с другой разделены кусочком пластилина. Опустим пластины в воду. Пронаблюдаем за подъемом воды.

Эксперимент №4.

Вывод: Чем меньше воздушный зазор между стеклянными пластинами, тем выше поднимается столбик воды.

18 Вычисление поверхностного натяжения воды и 60%раствора

Вычисление поверхностного натяжения воды и 60%раствора

Установить зависимость коэффициента поверхностного натяжения раствора от концентрации моющего средства. Расчёты: ?=?dhg/2; ?(раствора)= 19,48 мН/м, ?(воды)= 30,63 мН/м. Вывод: поверхностное натяжение воды больше, чем раствора моющего средства.

19 Силы поверхностного натяжения в капиллярах

Силы поверхностного натяжения в капиллярах

20 Степень смачивания характеризуется углом смачивания

Степень смачивания характеризуется углом смачивания

21 Выводы:

Выводы:

Изучено явление капиллярности. 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. Наименьший воздушный зазор между стеклянными пластинами дает яркую картину капиллярных явлений. По ткани и бумаге вода поднимается потому, что эти материалы пронизаны капиллярами.

«Капиллярные явления»
http://900igr.net/prezentacija/khimija/kapilljarnye-javlenija-224102.html
cсылка на страницу
Урок

Химия

65 тем
Слайды