Bài giảng Vật lí 10 - Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Nội dung text: Bài giảng Vật lí 10 - Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

1. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 I. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng II.Hiện tượng dính ướt. Hiện tượng không dính ướt III. Hiện tượng mao dẫn 3
2. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 I. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng 1. Thí nghiệm Nước xà phòng Khung dây đồng Màng xà Lực căng bề mặt có phòng Vòng dây điểm đặt, phương, chỉ f chiều như thế nào? 4
3. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG 10 Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường I. Hiện tượng nhỏ l bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn có: căng bề mặt * Điểm đặt: trên đoạn l của chất lỏng * Phương: vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng 1. Thí nghiệm * Chiều: làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng 2. Lực căng * Độ lớn: f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường bề mặt đó. f =  l  : là hệ số căng bề mặt của chất lỏng, phụ thuộc bản chất, nhiệt độ của chất lỏng (N/m),  giảm khi nhiệt độ tăng. 5
4. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Tiết 92 - Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 * HÖ sè căng bÒ mÆt cña mét sè chÊt láng: I. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng Chất lỏng  (N/m) Nước ở  (N/m) ở 200C t0C 1. Thí nghiệm Nước 73.10-3 0 75,5.10-3 2. Lực căng bề mặt Rượu, cồn 22.10-3 10 74.10-3 Thủy ngân 465.10-3 20 73.10-3 Nước xà 30 71.10-3 phòng 25.10-3 100 59.10-3 6
5. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 * H·y x¸c ®Þnh hÖ sè căng bÒ mÆt cña chÊt I. Hiện tượng láng trong bình? căng bề mặt * D, d lµ ñöôøng kính ngoµi của chất lỏng vµ ñöôøng kính trong cña D 1. Thí nghiệm chiÕc vßng. d 2. Lực căng bề mặt F D©y treo ChiÕc Mµng vßng níc f f
6. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 * Để chiếc vòng bứt ra khỏi mặt nước I. Hiện tượng F = F + P F = F - P căng bề mặt C C của chất lỏng • Gäi L1, L2 lµ chu vi ngoµi F 1. Thí nghiệm vµ chu vi trong cña chiÕc vßng D©y treo ChiÕc Màng nước 2. Lực căng F =  (L +L ) vßng bề mặt C 1 2 F  = C L +L 1 2 f f F - P  = D, d là đường kính ngoài và (D + d) đường kính trong của chiếc vòng (m) 8
7. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 • Nhóm 1: Tại sao lưỡi dao lam có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang? • Nhóm 2: Tại sao dùng nước xà phòng giặt quần áo sạch sẽ hơn nước bình thường? • Nhóm 3: Tại sao nước mưa không lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt? • Nhóm 4: Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong rượu có cùng khối lượng riêng với nó?
8. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 • Câu1: Vì trọng lượng của lưỡi dao lam đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực căng bề mặt của nước tác dụng lên nó. • Câu 2: Vì hòa tan xà phòng vào nước làm giảm lực căng bề mặt của nước nên xà phòng dễ thấm vào các sợi vải khi giặt để làm sạch bụi bẩn bám ở sợi vải
9. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 • Câu 3: Vì lực căng bề mặt của nước ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ của tấm bạt. • Câu 4: Vì hợp lực tác dụng lên giọt dầu bằng 0 nên do hiện tượng căng bề mặt làm cho diện tích bề mặt giọt dầu co lại đến mức nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
10. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 ✓ Căng vải trên ô dù hoặc trên mui I. Hiện tượng bạt ô tô tải. căng bề mặt của chất lỏng 1. Thí nghiệm 2. Lực căng bề mặt 3. Ứng dụng 12
11. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 ✓Dùng nước xà phòng để giặt quần I. Hiện tượng căng bề mặt áo của chất lỏng 1. Thí nghiệm 2. Lực căng bề mặt 3. Ứng dụng 13
12. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 I. Hiện tượng ✓Ống nhỏ giọt căng bề mặt của chất lỏng 1. Thí nghiệm 2. Lực căng bề mặt 3. Ứng dụng 14
13. Nhận xét hình dạng của giọt nước trên lá và giải thích. 15
14. II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT. HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT Thí nghiệm 1 Dự đoán hình dạng của giọt nước trên bản thủy tinh trong hai trường hợp trên
15. II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT. HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT ➢ Trường hợp 1: nước dính ướt thủy tinh. ➢ Trường hợp 2: nước không dính ướt thủy tinh.
16. II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT. HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT Trường hợp dính ướt Mặt khum lõm Trường hợp không dính ướt Mặt khum lồi
17. II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT. HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT Kết luận: - Trường hợp dính ướt: do Fr-l >Fl-l => mặt chất lỏng có dạng mặt khum lõm. - Trường hợp không dính ướt: do Fr-l mặt chất lỏng có dạng mặt khum lồi.
18. II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT. HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT Ứng dụng Tuyển quặng
19. II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT. HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT Ứng dụng Bọt khí Khoáng có ích Bẩn quặng Tuyển quặng
20. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Thí nghiệm 3 a. Dụng cụ ➢ Các ống thủy tinh hở hai đầu, có bán kính trong nhỏ và khác nhau ➢ Một chậu nước nhuộm màu. b. Tiến hành ➢ Nhúng thẳng đứng các ống thủy tinh vào chậu nước.
21. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN -Mức nước bên trong các ống dâng cao hơn mức nướcSo sánh bên mức ngoài ống. nước bên trong các ống -Ống cóvới đường nhau vàkính trong càngvới nhỏ mức thì mức nước dângnước càng bên cao. ngoài ống?
22. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN
23. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Khái niệm ➢ Các ống trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn: ống mao dẫn. ➢Hiện tượng mức chất lỏng bên trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn.
24. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Công thức tính mức chất lỏng dâng lên hay hạ xuống trong ống mao dẫn so với mặt thoáng:  : Hệ số căng bề mặt chất lỏng (N/m) 4 : Khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3) h = gd d: đường kính trong của ống (m) g : gia tốc trọng trường (m/s2) h: Chiều cao cột chất lỏng dâng lên hay hạ xuống trong ống so với bên ngoài (m)
25. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Bài tập: Một ống mao dẫn có đường kính trong d = 1mm, được nhúng thẳng đứng vào chậu thuỷ ngân, thuỷ ngân hoàn toàn không dính ướt thành ống. Tính độ chênh của mực thuỷ ngân trong ống và trong chậu. Thuỷ ngân có khối lượng riêng 13,6.10^3 kg/m3 và sức căng bề mặt 0,47 N/m. Lấy g = 10 m/s2.
26. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Áp dụng công thức: 4 4.0.47 hm= = = 0.014( ) .gd . 13,6.103 .0.001
27. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Ứng dụng Cây hút nước Giấy thấm hút mực
28. III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Ứng dụng Bấc đèn hút dầu
29. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Tiết Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 • Bài tập vận dụng: • Một vòng nhôm có đường kính ngoài là 52mm và đường kính trong là 48mm. Trọng lượng của vòng nhôm là 62mN. Tính lực bứt vòng nhôm ra khỏi bề mặt của chất lỏng biết hệ số căng bề mặt của chất lỏng là 0,072 N/m.
30. CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT Tiết Bài 37: CỦA CHẤT LỎNG 10 • Hướng dẫn giải: • Lực kéo vòng nhôm ra khỏi mặt chất lỏng tối thiểu là : • F = P + f = P + (D + d) • F = 62. 10-3 + 0,072.3,14.(52 + 48).10-3 • F = 84,6. 10-3 (N)