Презентация по физике на тему: "Жидкое состояние вещества. Свойства поверхности жидкости."

• 1 слайд

  
  
  
  
  
  
  
  Жидкое состояние вещества.
  Свойства поверхности жидкости.
  
  
  
  
  
  
  
  
  10 класс.
  
  
  
  Учитель физики МОУ СОШ №1 г.Грязовец Курзенёва С.А.
  

• 2 слайд

  Жидкость - это агрегатное состояние вещества, промежуточное между твердым и газообразным. Жидкостям присущи некоторые черты твердого вещества (сохраняет свой объем, образует поверхность, обладает определенной прочностью на разрыв) и газа (принимает форму сосуда, в котором находится).
  
  
  http://otvet.mail.ru/question/41894107
  
  

• 3 слайд

  План урока:
  Свойства поверхности жидкости.
  Свойства поверхности мыльных плёнок.
  Явление смачивания и несмачивания.
  Капиллярные явления.
  
  
  
  
  

• 4 слайд

  
  Свойства поверхности жидкости.
  
  Молекулы вещества в жидком состоянии расположены почти вплотную друг к другу.
  Из- за сильного взаимодействия между близко расположенными молекулами они могут образовывать локальные (неустойчивые) упорядоченные группы, содержащие несколько молекул. Это явление называется ближним порядком.
  

• 5 слайд

  Рассмотрим отличие газообразного вещества от жидкости на примере воды. Молекула воды Н2О состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода, расположенных под углом 104ºС. Среднее расстояние между молекулами пара в десятки раз превышает среднее расстояние между молекулами воды.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Водяной пар (1) и вода (2). Молекулы воды увеличены примерно в 5ּ10в7 раз.
  

• 6 слайд

  Жидкости, как и твёрдые тела, изменяют свой объём при изменении температуры. Для не очень больших интервалов температур относительное изменение объёма ΔV/V0 пропорционально изменению температуры ΔΤ:
  
  Коэффициент β называют температурным коэффициентом объёмного расширения. Этот коэффициент у жидкостей в десятки раз больше, чем у твёрдых тел. У воды, например, при температуре 20ºС β≈2∙10-4 К, у стали β≈ 3,6∙10-5К, у кварцевого стекла β≈9 ∙10-6К. При температуре ниже 4ºС вода расширяется при попонижении температуры. Максимум плотности p=103кг/м³ при температуре 4° С.
  ΔV/V0=βΔΤ.
  
  

• 7 слайд

  Наиболее интересной особенностью жидкостей является наличие свободной поверхности.
  Любая молекула в пограничном слое притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости. В результате появляется некоторая равнодействующая сила, направленная вглубь жидкости.
  ΔАвнеш=σS.
  Коэффициент σ называется коэффициентом поверхностного натяжения (σ> 0).
  Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности жидкости при постоянной температуре . В СИ коэффициент поверхностного натяжения измеряется в джоулях на метр квадратный (Дж/м²) или в ньютонах на метр (1Н/м=1Дж/м²).
  Следовательно, молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избыточной по сравнению с молекулами внутри жидкости потенциальной энергией.
  Ер =Авнеш = σS
  
  
  

• 8 слайд

  Силы, действующие по касательной к поверхности жидкости, сокращающие (стягивающие) эту поверхность называются силами поверхностного натяжения.
  Силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости.
  
  Подвижная сторона проволочной рамки в равновесии под действием внешней силы Fвнеш и результирующей с поверхностного натяжения Fн.
  

• 9 слайд

  Силы поверхностного натяжения стремятся сократить поверхность плёнки. Для равновесия подвижной стороны рамки к ней нужно приложить внешнюю силу Fвнеш =-Fн.
  Если под действием силы Fвнеш перекладина переместится на ΔΧ, то будет произведена работа
  ΔАвнеш= FвнешΔΧ =ΔЕр = σΔS , где ΔS= 2LΔX-приращение площади поверхности обеих сторон мыльной плёнки. Так как модули сил Fвнеш и Fн одинаковы, можно записать:
  FнΔX=σ2LΔΧ или σ=Fн/2L
  

• 10 слайд

  Коэффициент поверхностного натяжения σ может быть определён как модуль силы поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхность. Из-за действия сил поверхностного натяжения в каплях жидкости и внутри мыльных пузырей возникает избыточное давление Δр. Если мысленно разрезать сферическую каплю радиуса R на две половинки, то каждая из них должна находиться в равновесии под действием сил поверхностного натяжения, приложенных к границе 2ΠR разреза, и сил избыточного давления, действующих на площадь 2ПR сечения. Условие равновесия записывается в виде:
  σ2ΠR=Δр2ΠR
  Отсюда избыточное давление внутри капли равно:
  Δр=2σ/R (мыльный пузырь).
  

• 11 слайд

  Избыточное давление мыльного пузыря в два раза больше, так как плёнка имеет две поверхности:
  
  Δр=4σ/R (капля жидкости).
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Сечение сферической капли жидкости.
  

• 12 слайд

  Явление смачивания и несмачивания.
  
  Вблизи границы между жидкостью, твёрдым телом и газом форма свободной поверхности жидкости зависит от сил взаимодействия молекул жидкости с молекулами твёрдого тела. Если эти силы больше сил взаомодействия между молекулами самой жидкости, то жидкость смачивает поверхность твёрдого тела. В этом случае жидкость подходит к поверхности твёрдого тела под некоторым острым углом θ, характерным для данной пары жидкость- твёрдое тело. Угол θ называется краевым углом.
  
  
  
  

• 13 слайд

  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Если силы взаимодействия между молекулами жидкости превосходят силы их взаимодействия с молекулдами твёрдого тела, то краевой угол θ оказывается тупым. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность твёрдого тела. При полном смачивании θ =0, при полном несмачивании θ =180°.
  
  
  
  
  
  
  
  
  
  Краевые углы смачивающей (1) и несмачивающей (2) жидкости.
  

• 14 слайд

  Капилярные явления.
  Капилярными явлениями называют подъём или опускание жидкости в трубках малого диаметра- капиллярах.
  Смачивающие жидкости поднимаются по капилярам, несмачивающие- опускаются.подъём жидкости в капиляре продолжается до тех пор, пока сила тяжести Fт, действующая на столб жидкости в капиляре, не станет равной по модулю результирующей Fн сил поверхностного натяжения, действующих вдоль границы соприкосновения жидкости с поверхностью капилляра: Fт=Fн, где Fт=mg=ρhΠr2g, Fн=σ2Πrcosθ. Отсюда следует:
  h=2σ cosθ/ρgr.
  
  
  
  

• 15 слайд

  На рисунке изображена капиллярная трубка некоторого радиуса r, опущенная нижним концом в смачивающую жидкость плотности ρ. Верхний конец капилляра открыт.
  
  
  
  
  
  
  
  
  При полном смачивании θ=0, cosθ=1. В этом случае: h=2σ/ρgr.
  При полном несмачивании θ=180º, cosθ =-1 и, следовательно, h< 0.
  

• 16 слайд

  Закрепление:
  
  1. Назовите свойства жидкости.
  2. Что называют ближним порядком?
  3. Чему равен коэффициент поверхностного натяжения?
  4. Какие силы называются силами поверхностного натяжения?
  5. Какой угол называют краевым углом?
  6. Какие явления называют капилярными ?
  

• 17 слайд

  Домашнее задание:
  
  Записи в тетрадях.
  По желанию: подготовить сообщение на тему „Жидкие кристаллы“
  
  
  
  

• 18 слайд

  Литература. Источники информации.
  http://www.physics.ru/courses/op25part1/content/chapter3/section/paragraph5/theory.html#.VGOcjcmfvIU
  Касьянов В.А. Физика 10 класс – М: Дрофа 2010
  Мякишев Г.Я. Физика: 10 кл.- М.: Просвещение, 2008
  

Краткое описание документа:

      В теме 10 класса "Взаимные превращения жидкостей и газов. Твёрдые тела", вопрос "Жидкое состояние вещества. Свойства поверхности жодкости" изучается на третьем уроке. Из-за отсутствия в учебнике информации об особенностях жидкого состояния вещества рекомендуется форма изучения материала в форме лекции.

     Можно во время лекции пользоваться презентацией и проводить эксперименты:

1). Свойства поверхности жидкости;

2). Изучение свойств поверхности жидкости с помощью мыльных плёнок;

3). Капиллярные явления.