Модель строения жидкости

Цели:

Образовательная:

Изучение нового материала : свойств поверхности жидкости, капиллярных явлений.

В результате изучения темы «Модель строения жидкости» обучающийся должен:

знать/понимать:

- особенности молекулярного строения жидкости,

- действие сил поверхностного натяжения жидкостей,

- явление смачивания и несмачивания,

- капиллярные явления,

- явление воздушной и газовой эмболии

На основе усвоенных теоретических знаний уметь:

- решать задачи по определению силы поверхностного натяжения, капиллярные явления ( качественные задачи)

Воспитательная: воспитание ответственного отношения к здоровью будущего пациента, внимательность при проведении иньекций.

Развивающая:

Развить познавательный интерес к учебной дисциплине «Физика», умение делать логические выводы из наблюдения по опыту, использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни для:

- понимания проблем,, происходящих в природе, быту, организме человека с точки зрения физики;

Внутридисциплинарные связи: « Строение твердых, жидких и газообразных тел».

Междисциплинарные связи: Математика, Химия, Анатомия и физиология человека.

Оснащение: методическая разработка для преподавателя, презентация « Модель строения жидкости»

.

Использованная литература:

А. А. Пинский, О. Ф. Кабардин « Физика» 10 класс, профильный уровень

Тезисы лекционного материала.

1.Поверхностное натяжение жидкостей.

Постановка проблемы. Еще Галилео Галилей задавался вопросом:

почему капли росы имеют шарообразную форму?

Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим структуру поверхностного слоя жидкости.

На молекулу,находящуюся внутри жидкости, притягивают окружающие ее соседние молекулы, одинаково сильно. В результате эти силы уравновешиваются, равнодействующая всех сил молекулярного притяжения равна 0.

Для молекулы, расположенной на поверхности жидкости, равновесия молекулярных сил уже нет и равнодействующая сил притяжения молекулы ее соседними молекулами направлена вниз, вглубь жидкости.

Молекулы стремятся уйти внутрь жидкости с ее поверхности, жидкость стремится сократить площадь свободной поверхности.

Всякое тело стремится перейти в такое состояние, которое соответствует минимуму потенциальной энергии, поэтому жидкость всегда стремится сократиться.

Способность жидкости сокращать свою поверхность называют поверхностным натяжением.

Силой поверхностного натяжения называют силу, которая действует вдоль поверхности жидкости, перпендикулярно к линии, ограничивающей эту поверхность, и стремится сократить ее до минимума.

F = Q l

Где Q – коэффициент поверхностного натяжения (Н/м),

l – длина поверхностного слоя (М),

F – сила поверхностного натяжения ( Н)

2. Коэффициент поверхностного натяжения-

А). –численно равен силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины линии, ограничивающей поверхностный слой

Б). – численно равен потенциальной энергии поверхностного слоя, приходящейся на единицу площади поверхности.

Вещество Q * 10³

Вода 72,8

Керосин 29

Спирт 22,6

Ртуть 513

Мыльный раствор 25

Коэффициент поверхностного натяжения зависит:

1. От рода жидкости.
2. От наличия примесей.
3. От температуры( с повышением температуры уменьшается ее поверхностное натяжение)

Стремление жидкости сократиться до возможного минимума можно наблюдать на многих явлениях.

Утверждение, что жидкость не имеет своей формы, не совсем точно.

Собственная форма жидкости- шар ( из всех геометрических форм именно шар обладает при данном объеме наименьшей поверхностью).

Капли дождя в воздухе

(шарообразная форма)

F ( пов. нат.) > F ( тяж.)

Это справедливо для небольших масс жидкости

Жидкость в сосуде

F ( тяж.) > F ( пов.нат)

Сила тяжести прижимает жидкость ко дну

В условиях невесомости шарообразную форму принимают не только отдельные капли, но и жидкости большой массы.

3. Смачивание и Несмачивание.

Смачивание-явление, возникающее вследствие взаимодействия молекул жидкости и твердых тел и приводящее к искривлению поверхности на границе с твердым телом.

Поверхность жидкости, искривленная на границе с твердым телом, называется мениском.

Угол смачивания- угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой. (всегда отсчитывается внутрь жидкости.).

Жидкость, которая растекается тонкой пленкой по твердому телу, называется смачивающей это тело.

Жидкость, которая не растекается, а стягивается в каплю, называется не смачивающей это тело.

Смачивающая жидкость образует вогнутый мениск ( силы взаимодействия между молекулами твердого тела и жидкости, больше, чем силы взаимодействия между молекулами жидкости).

Несмачивающая жидкость образует выпуклый мениск ( силы взаимодействия между молекулами жидкости больше, чем силы взаимодействия между молекулами твердого тела и жидкости).

4 Капиллярные явления.

..

Капиллярные явления- изменение высоты уровня жидкости в узких трубках, пустотах- капиллярах.

Капиллярные явления весьма распространены. Такие вещества, как керамика, бумага, ткань, дерево, кожа, почва, различные строительные материалы имеют в себе множество каналов. Вода и другие смачивающие вещества, придя в соприкосновение с такими телами, впитываются ими, поднимаясь по естественным капиллярам этих тел.