Коэффициент поверхностного натяжения
Занятие по физике №47 № п/п-3 Группа 1АБ Дата проведения: 31.03.21г.
Тема. Характеристика жидкого состояния вещества. Поверхностные явления в жидкости. Энергия поверхностного слоя.
Выполненные задания отправлять на электронную почту: tatiefremenko@yandex.ua
или страницу вКОНТАКТЕ - https://vk.com/id592773352
Индивидуальные консультации, оценивание устных ответов по тел.:
0660627421, 0721813966 Ефременко Т.А.
Домашнее задание: просмотреть видеофильмы, составить краткий конспект занятия.
Видеофильм просмотреть по ссылке: Срок выполнения: до 07.04.21г. https://yandex.fr/video/preview/?filmId=5028918961306744210&from=tabbar&parent-reqid=1610282457274548-1285623403608009110300107-production-app-host-vla-web-yp-39&text=Характеристика+жидкого+состояния+вещества.+Поверхностные+явления+в+жидкости.+Энергия+поверхностного+слоя.
Здравствуйте, дорогие ребята! На этом занятии пойдет речь о жидкостях и их свойствах. С точки зрения современной физики, жидкости являются наиболее сложным предметом исследований, потому что по сравнению с газами уже нельзя говорить о пренебрежимо малой энергии взаимодействия между молекулами, а по сравнению с твердыми телами нельзя говорить об упорядоченном расположении молекул жидкости (в жидкости отсутствует дальний порядок). Это приводит к тому, что жидкости обладают рядом интереснейших свойств и их проявлений. Об одном таком свойстве и пойдет речь на этом занятии.
|
|
|
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Потенциальная энергия молекул приповерхностного слоя
Для начала, обсудим особые свойства, которыми обладают молекулы приповерхностного слоя жидкости по сравнению с молекулами, находящимися в объеме. 
Рис. 1. Отличие молекул приповерхностного слоя от молекул, находящихся в объеме жидкости
Рассмотрим две молекулы А и Б. Молекула А находится внутри жидкости, молекула Б – на ее поверхности (Рис. 1). Молекула А окружена другими молекулами жидкости равномерно, поэтому силы, действующие на молекулу А со стороны молекул, попадающих в сферу межмолекулярного взаимодействия, скомпенсированы, или их равнодействующая равна нулю. 
Что же происходит с молекулой Б, которая находится у поверхности жидкости? Напомним, что концентрация молекул газа, который находится над жидкостью, значительно меньше, чем концентрация молекул жидкости. Молекула Б с одной стороны окружена молекулами жидкости, а с другой стороны – сильно разреженными молекулами газа. Поскольку со стороны жидкости на нее действует гораздо больше молекул, то равнодействующая всех межмолекулярных сил будет направлена внутрь жидкости.
|
|
|
Таким образом, для того чтобы молекула из глубины жидкости попала в поверхностный слой, нужно совершить работу против не скомпенсированных межмолекулярных сил.
Вспомним, что работа – это изменение потенциальной энергии, взятое со знаком минус. 
Значит, молекулы приповерхностного слоя, по сравнению с молекулами внутри жидкости, обладают избыточной потенциальной энергией. 
Эта избыточная энергия является составляющей внутренней энергии жидкости и называется поверхностной энергией. Обозначается она, как 
, и измеряется, как и любая другая энергия, в джоулях.
Очевидно, что чем больше площадь поверхности жидкости, тем больше таких молекул, которые обладают избыточной потенциальной энергией, а значит тем больше поверхностная энергия. Этот факт можно записать в виде следующего соотношения: 
,
где 
– площадь поверхности, а 
– коэффициент пропорциональности, который мы назовем коэффициентом поверхностного натяжения, этот коэффициент характеризует ту, или иную жидкость. Запишем строгое определение этой величины.
Коэффициент поверхностного натяжения
Поверхностное натяжение жидкости (коэффициент поверхностного натяжения жидкости) – это физическая величина, которая характеризует данную жидкость и равна отношению поверхностной энергии к площади поверхности жидкости 
|
|
|
Измеряется коэффициент поверхностного натяжения в ньютонах, деленных на метр.
Обсудим, от чего зависит коэффициент поверхностного натяжения жидкости. Для начала, вспомним, что коэффициент поверхностного натяжения характеризует удельную энергию взаимодействия молекул, а значит факторы, изменяющие эту энергию, изменят и коэффициент поверхностного натяжения жидкости.
Итак, коэффициент поверхностного натяжения зависит от:
1. Природы жидкости (у «летучих» жидкостей, таких как эфир, спирт и бензин, поверхностное натяжение меньше, чем у «нелетучих» – воды, ртути и жидких металлов).
2. Температуры (чем выше температура, тем меньше поверхностное натяжение).
3. Наличие поверхностно активных веществ, уменьшающих поверхностное натяжение (ПАВ), например мыла или стирального порошка.
4. Свойства газа, граничащего с жидкостью.
Отметим, что коэффициент поверхностного натяжения не зависит от площади поверхности, так как для одной отдельно взятой приповерхностной молекулы абсолютно неважно, сколько таких же молекул вокруг. Обратите внимание на таблицу, в которой приведены коэффициенты поверхностного натяжения различных веществ, при температуре 
:
|
|
|
| Жидкость | 
|
| Вода | 73 |
| Бензин | 21 |
| Мыльный раствор | 40 |
| Молоко | 46 |
| Нефть | 30 |
| Ртуть | 472 |
| Спирт | 22 |
| Эфир этиловый | 17 |
Таблица 1. Коэффициенты поверхностного натяжения жидкостей на границе с воздухом, при
Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 58; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!