Версия 11:36, 17 мая 2012

Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 7 класс. Полные уроки>>Физика: Смачивание и капиллярность. Полные уроки

Тема. Смачивание и капиллярность.

Цели урока:

изучение важнейших явлений и свойств природы – смачивания, не смачивания, капиллярных явлений.

Задачи урока:

- обучающие: углубление в явления смачивания и не смачивания а так же капиллярность жидкости, узнать сферу их применения;

- развивающие: развить у учащихся творческого мышления и речи;

Основные термины:

Смачивание – это поверхностное явление, которое заключается в взаимодействии поверхности твёрдого тела (другой жидкости) с жидкостью.

Угол смачивания (показывает степень смачивания) – это угол, который образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, которые ограничивают смачивающую жидкость, при этом всём вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз.

Капилляры – тонкие трубки (очень тонкие сосуды в организме человека и других животных).

Капиллярность - заключается в том, что жидкость может изменять уровень в трубках, а так же узких каналах, которые имеют произвольную форму, в простых телах.

Ход урока:

Проверка домашнего задания.

Дайте ответ на вопросы:

1. Где в домашних условиях можно наблюдать метод смачивания?

2. Что такое капилляры?

3. Где в природе можно наблюдать капиллярное явление?

4. Где в домашних условиях можно наблюдать не смачиваемый метод?

Смачивание и не смачивание.

Смачивание – это поверхностное явление, которое заключается в взаимодействии поверхности твёрдого тела (другой жидкости) с жидкостью.

Два вида: 

- Иммерсионное –  полностью вся поверхность твёрдого имеет контакт с жидкостью

- Контактное – три фазы: твёрдая, жидкая, газообразная.

Когда происходит контакт жидкости с твёрдым телом, то тогда существует такие возможности:

1. Сильное притяжение друг к другу молекулы жидкости, чем к молекулам твёрдого тела . Тогда получается, что силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Например: ртуть (когда она на стекле), вода (на парафине или «жирной» поверхности).( Рисунок 1, 2) Это случай, когда жидкость не смачивает поверхность;

2. Когда молекулы жидкости слабее притягиваются друг к другу чем к молекулам твёрдого тела. Тогда жидкость пытается прижаться к поверхности и расплывается по ней. Например: ртуть (на цинковой пластине), вода (на чистом стекле или дереве). Это случай смачивания поверхности.

Himr7_28_1.jpg

Рис.1. Вода на жирной поверхности.

Himr7_28_2.jpg

Рис. 2. Ртуть.

На первом видео представлены методы смачивания и не смачивания

http://www.youtube.com/watch?v=ThuX4xnjziY

на втором представлено клин со ртутью и водой

http://www.youtube.com/watch?v=G05Ab6b2gXE

Угол смачивания (показывает степень смачивания) – это угол, который образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, которые ограничивают смачивающую жидкость, при этом всём вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измерение происходит методом лежащей капли. 

На рисунке 3 показана схема смачивания и не смачивания

                                           Himr7_28_3.jpg   

Рис.3. Смачивание и не смачивание.

Явление капиллярности.

Капиллярность - заключается в том что жидкость может изменять уровень в трубках, а так же узких каналах, которые имеют произвольную форму, в простых телах.(Рисунок 4)

Himr7_28_4.jpg

Рис.4. Капиллярность.

Поднимается жидкость при методе смачивания каналов жидкостями. Например: вода в стеклянной трубке, грунте, песке. Понижается жидкость при методе не смачивания жидкостью. Например: ртуть в трубке стеклянной. (Рисунок 5)

Himr7_28_5.jpg

Рис.5. Капиллярность.

Капилляры – тонкие трубки (очень тонкие сосуды в организме человека и других животных).

На видео представлено капиллярное течение жидкости

http://www.youtube.com/watch?v=SfrhNYU2cl8

Искривление поверхности приводит к появлению дополнительного капиллярного давления в жидкости Dp, величина которого связана со средней кривизной r поверхности уравнением Лапласа: Dp = p1 – p2 = 2s12/r, где (s12 – поверхностное натяжение на границе двух сред; p1 и p2 – давление в жидкости 1 и контактирующей с ней среде 2.

Области применения  Смачивание может объяснить применение моющих средств, тот факт, почему руки, которые в масле или смазке легче смыть бензином, чем водой, а так же почему гуси выходят сухими их воды и др. Объяснение капиллярных явлений происходит в движении воды в растениях и капиллярах. А так же при обработке почвы. Например: сохранение влаги рыхлением и др., разрушая капилляры. А так же капиллярное явление может объяснить электрические и ядерные явления, позволяет выявлять трещины с раскрытием от 1 мкм, которые невозможно увидеть невооруженным глазом.

Выводы.

Мы живём в мире самых удивительных явлений природы. Их очень много. Мы сталкиваемся с ними каждый день, не задумываясь о сущности. Но человек как разумный феномен должен понимать суть этих явлений. Такие явления как смачивание и не смачивание, капиллярное явление очень широко распространены  в технике и природе. Они незаменимы в повседневной жизни и в решении научно-технических задач. Эти знания дают нам ответы на многие вопросы. Например, почему капля является в свободном полете или почему планеты и звёзды имеют шарообразную форму, одни твёрдые тела хорошо смачиваются жидкостью, а другие нет. Почему капиллярные явления могут всасывать питательные элементы, влагу из почвы корней растений, или почему кровообращение в животных организмах основано на капиллярном явлении и т. д.

Контролирующий блок:

1. Что такое капилляр?

2. Как распознать смачивание и не смачивание?

3. Приведите пример смачивания.

4. Что такое капиллярное явление?

5. Приведите пример не смачивания.

Домашнее задание.

Ход роботы

1. Поместите капли воды и масла на стеклянную, алюминиевую, медную, парафиновую пластины.

2. Зарисуйте формы капель.

3. Рассмотрите капли и сделайте выводы о взаимосвязи молекул твёрдого тела и жидкости.

4. Эти результаты заносите в таблицу.

5. Добавьте с помощью шприца в смесь воды и спарта немного оливкого масла.

6. Пропустите через центр масляного шара проволоку и вращайте её.

7. Обратите внимание как изменяется форма капли.

8. Сделайте выводы о форме  поверхности жидкости.

Интересно знать, что.

Плёнка воды, которая находится на поверхности, является для многих организмов при движении, опорой. Она наблюдается у мелких насекомых и паукообразных. Самые известные нам водомерки, которые опираются на воду только конечными члениками широко расставленных лапок. Лапка которая покрыта воскообразным налётом, не смачивается водой. Поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, и образовывают небольшие углубления.  (рисунок 6) Перья и пух водоплавающих птиц всегда обильно смазаны жировыми выделениями особых желёз. Это объясняет их непромокаемость. Толстый слой воздуха, который находится между перьями утки и не вытесняемый оттуда водой, не только защищает утку от потери тепла, но и чрезвычайно увеличивает запас плавучести.

Himr7_28_6.jpg

Рис.4. Пример насекомых которые плавают на поверхности воды.

Список литературы:

1. Урок на тему «Смачивание. Капиллярность» Брус О.И., учитель физики, Вольнянская ООШ №1.

2. Урок на тему «Смачивание и не смачивание. Капиллярность» Тарасов Л.В., учитель физики Московская ООШ 

3. Маринов А.О., Кузнецов К.И., «Физика и природа», М.,2002 г. 

Отредактировано и выслано Борисенко И.Н.

Над уроком работали: 

Брус О.И.

Тарасов Л.В.

Борисенко И.Н.