Поверхневий натяг рідин
Рідина на кордоні з газом або парою має вільну поверхню. З’ясуємо, які її властивості. Для цього розглянемо декілька прикладів.
Ви не раз спостерігали крапельки роси на листі рослин. Їм властива майже правильна куляста форма. Таку ж форму мають падаючі дощові краплі, краплі ртуті.
Якщо покласти на поверхню води бритвене лезо, воно не потоне. Якщо лезо занурити у воду, то воно піде на дно. Це означає, що властивості поверхні рідини відрізняються від властивостей її внутрішніх шарів. Ці та інші приклади пояснюються особливостями властивостей поверхні рідини.
Розглянемо стан молекул рідини в поверхневому шарі і всередині рідини (рис. 127). На молекулу, що знаходиться всередині рідини, діють сили з боку оточуючих її молекул, які врівноважують один одного.
Молекула, розташована на поверхні рідини, взаємодіє з сусідніми молекулами рідини і з молекулами пари. Щільність пари менше щільності рідини, тому з виділеною молекулою рідини взаємодіє менше молекул пари, чим молекул рідини, і в цілому взаємодія молекули рідини з молекулами пара слабкіше, ніж з молекулами рідини. У зв’язку з цим з’являється рівнодіюча сила, спрямована всередину рідини. Під дією цієї сили частина молекул йде з поверхневого шару всередину рідини. Поверхневий шар скорочується і знаходиться в стані натягу.
Силою поверхневого натягу називають силу, що діє уздовж поверхні рідини перпендикулярно до лінії, що обмежує цю поверхню, і спрямовану в бік її скорочення.
Характеристикою поверхневого шару рідини є поверхневий натяг.
Питання для самоперевірки
1. Чому час “осілого життя” молекул рідини зменшується з підвищенням температури?
2. Чому рідини погано стискаються?
3. Чому падаючі дощові краплі мають форму кулі, хоча на них діє сила тяжіння?
4. Дайте визначення поверхневого натягу.
5. Чому поверхневий натяг зменшується з підвищенням температури?
Related posts:
- Поверхневий натяг – конспект Фізик Лоранд Етвеша якось написав: “Поети можуть проникнути в царство таємниць глибше, ніж вчені”. Однак сам він, щоб розкрити таємниці поверхневого натягу, що грає важливу роль у багатьох явищах природи, використовував цілком наукові методи. Молекули на поверхні рідини притягуються всередину міжмолекулярними силами. Тут поверхневий натяг s рідини пов’язано з її температурою Т, критичною температурою рідини […]...
- Поверхневий натяг мембрани Ми вже знаємо, що добре розчинні у ліпідах молекули швидко проникають у клітину. У зв’язку з цим можна припускати, що деякі види ліпідів входять до складу плазматичної мембрани. Побічно це припущення можна перевірити, вимірюючи величину поверхневого натягу клітини. Вивчення властивостей розчинів вказує на існування у них особливого поверхневого шару. На фіг. 25 схематично представлений поверхневий […]...
- Поверхневий натяг води Відмінною особливістю рідини є наявність у неї вільної поверхні. Молекули, розташовані на цій поверхні, знаходяться в особливих умовах порівняно з молекулами іншої маси рідини. Розглянемо молекулу А, розташовану всередині деякого великого об’єму рідини. Ця молекула взаємодіє з оточуючими її молекулами, що потрапляють у так звану сферу молекулярної дії, радіус якої порядку 10-7 см. Оскільки молекули […]...
- Властивості рідин і поверхневий натяг Експериментальні дослідження свідчать, що далеко від критичної температури щільності рідини і газу відрізняються один від одного в тисячі разів. Таке істотне кількісне розходження між рідиною і газом неминуче виявляється як якісна відмінність в поведінці і властивості рідких і газоподібних систем. Так, одним з найважливіших властивостей рідин, на відміну від газів, є їх виключно низька стисливість. […]...
- Поверхнева енергія – фізика Прагнення рідини прийняти таку форму, при якій площа її вільної поверхні мінімальна, можна пояснити наступним чином. Як ми вже говорили, на молекулу, що знаходиться на поверхні, діє сила, спрямована всередину рідини. При переміщенні молекули ця сила здійснює позитивну роботу. Щоб перевести молекулу з глибини рідини на її поверхню, зовнішні сили повинні зробити роботу. При цьому […]...
- Поверхневий натяг Якщо система гетерогенна, тобто складається щонайменше з двох фаз, то між фазами обов’язково існує межа розділу. У найбільш загальному випадку ми маємо справу з поверхнею розділу двох фаз; на склад і властивості цієї поверхні впливають будь-які зміни в будь-який з двох контактуючих фаз. Хоча ми й говоримо “поверхня розділу”, насправді це завжди деякий перехідний шар […]...
- Властивості рідин За своїми фізичними властивостями рідини займають проміжне положення між реальними газами і твердими тілами. Подібно газам і на відміну від твердих тіл рідини не володіють певною формою, а приймають форму посудини, в якому знаходяться. Подібно твердим тілам і на відміну від газів рідини зберігають свій об’єм. Рідини мають досить щільну упаковку частинок: щільність речовини в […]...
- Чому крапля води кругла Дивлячись на круглі краплі роси або повільно капає з нещільно закритого крана воду, ми спостерігаємо прояви поверхневого натягу. Завдяки цій властивості, краплі утворюються кулясті, а не безформні або, наприклад, кубічні. Як саме це відбувається? Своїм існуванням поверхневий натяг зобов’язане наявності взаємодій між молекулами води – зв’язків, які, власне, роблять воду рідиною. Усередині краплі кожна окремо […]...
- Визначення понять “адгезія” і “когезія” На відміну від поверхні розділу “рідина – газ”, коли міжмолекулярним взаємодією молекул поверхневого шару з молекулами газової фази можна знехтувати у зв’язку з її низькою щільністю, величина межфазового натягу на межі двох рідин визначається по суті різницею міжмолекулярних взаємодій молекул поверхневого шару з молекулами обох фаз. Оскільки абсолютно нерозчинних одна в одній рідин практично немає, […]...
- Фізика рідин За своїми властивостями рідини займають проміжне положення між газами і твердими тілами: рідини зберігають обсяг, але не форму. Ми можемо говорити про одному літрі води, переливаючи її з посудини в посудину; але при цьому вода приймає форму судини. Як і в твердих тілах, частки рідини упаковані вельми щільно і здійснюють коливання близько деяких положень рівноваги. […]...
- Методи, засновані на вимірюванні максимального зусилля відриву Поверхневий натяг можна визначити по максимальному зусиллю відриву якого предмета від рідкої поверхні. Метод відриву циліндра або конуса (метод Педді) заснований на визначенні зусилля при відриві. Принципова схема установки аналогічна тій, яка використовується в методі Вильгельми. У цьому випадку визначається сила, що перевищує масу циліндра, точно дорівнює масі рідини, яка піднімається разом з циліндром або […]...
- Кипіння рідин. Залежність температури кипіння від тиску Кипіння – це пароутворення, яке відбувається одночасно і з поверхні, і по всьому об’єму рідини. Кипіння полягає в тому, що спливають і лопаються численні бульбашки, викликаючи при цьому характерне шипіння. Як показує досвід, кипіння рідини при заданому зовнішньому тиску починається при цілком певній і не змінюваній в процесі кипіння температурі і може відбуватися тільки при […]...
- Капілярні явища Викривлення поверхні рідини у країв посудини особливо чітко видно у вузьких трубках, де викривляється вся вільна поверхня рідини. В трубках з вузьким перетином ця поверхня являє собою частину сфери, її називають меніском. У смачивающей рідини утворюється увігнутий меніск (рис. 1, а), а у несмачіваемих – опуклий (рис. 1, б). Так як площа поверхні меніска більше, […]...
- Тиск Лапласа під викривленою поверхнею рідини Форма поверхні рідини, налитої в посудину, визначається трьома факторами: силами взаємодії між молекулами рідини, силами взаємодії між молекулами рідини і молекулами, що входять до складу стінок посудини, і дією сили тяжіння. Якщо достатньо велику кількість рідини налито в широкий посудину, то рідина внаслідок переважаючого дії сили тяжіння в цьому випадку має плоску горизонтальну поверхню. Однак […]...
- Метод вимірювання капілярного підняття рідини Цей метод вважають найбільш точним, тому що для нього розроблена досить точна теорія, а експериментальні дані легко контролюються. Метод вимірювання капілярного підняття заснований на визначенні різниці рівнів рідини в капілярі радіуса r і в широкому посудині. Рідина піднімається або опускається по капіляру до тих пір, поки висота меніска не досягне висоти, при якій маса стовпа […]...
- Молекулярна будова рідких речовин Молекулярна будова рідких речовин така, що дистанції між молекулами приблизно дорівнюють розміру самих молекул, отже, молекули розміщені вже не настільки близько, як в твердих тілах. Молекулярне будова рідких речовин таке, що дистанції між молекулами приблизно дорівнюють розміру самих молекул, отже, молекули розміщені вже не настільки близько, як в твердих тілах. Їм простіше переміщатися один відносно […]...
- В’язкість рідин В’язкої називають рідину, в якій між окремими частинками (молекулами) існують такі сили тяжіння, які при переміщенні однієї частини рідини відносно іншої стримують рух шарів. Очевидно, що всі рідини повинні бути в’язкими, так як між реальними молекулами завжди існують сили не тільки тяжіння, а й відштовхування. Рівновага між цими силами і обумовлює рівноважний стан рідини. Якщо […]...
- Метод вимірювання маси предмета в поверхневому шарі рідини МетодВільгельмі – урівноваження тонкої пластинки, зануреної в рідину, – один з найбільш точних методів визначення поверхневого натягу, що не вимагає введення будь-яких поправок, дуже простий у використанні. Найбільш поширена схема установки для визначення поверхневого натягу цим методом наведена на рис. 1.7. Установка включає платівку 1, частково занурену в рідину 2. Глибина занурення залежить від поверхневого […]...
- Рідини Найпоширеніша на Землі рідина – вода: моря й океани покривають приблизно 7/10 поверхні земної кулі. Головні властивості рідини. Ми встановимо їх на досвіді, який добре знайомий вам з життєвої практики. Поставимо досвід Переливаючи воду з однієї посудини в іншу, ми побачимо, що рідина завжди приймає форму судини (рис. 7.4). Використовуючи вимірювальні судини, можна помітити також, […]...
- Плазматична мембрана Якщо плазматична мембрана в основному утворена ліпідами, то величина її поверхневого натягу повинна бути відносно невелика. Саме це міркування було використано при перевірці гіпотези про ліпідної природі плазматичної мембрани. З цією метою клітини, позбавлені оболонок і какихлибо інших позаклітинних утворень, здавлювали за допомогою маленької платівки із золота Це рівняння виведено виходячи з припущення, що опір […]...
- Чим відрізняється випаровування від кипіння Тверда, рідка і газоподібна – кожна речовина може перебувати за певних умов у цих агрегатних станах. Випаровування і кипіння представляє собою процес переходу речовини з рідкого стану в газоподібний. Що таке випаровування і кипіння Випаровування – процес пароутворення з поверхні рідини. Кипіння – процес пароутворення в рідині. У чому ж різниця між випаровуванням і кипінням? […]...
- Причина змочування Розглянемо причину змочування. Молекули рідини, що знаходиться на поверхні твердого тіла, взаємодіють не тільки один з одним, але і з молекулами твердого тіла. Сили притягання між молекулами рідини і твердого тіла можуть виявитися більше, ніж між молекулами рідини. У цьому випадку рідина змочує поверхню твердого тіла, розтікається по ній. Якщо сили притягання між молекулами рідини […]...
- Чим відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах Згідно молекулярно-кінетичної теорії, все речовини можуть перебувати в трьох станах: газоподібному, твердому і рідкому. Іноді називається четвертий стан – плазма. При кожному з цих станів рух молекул має свої особливості. Чим же відрізняється рух молекул в газах, рідинах і твердих тілах? Перехід з одного агрегатного стану речовини в іншу супроводжується зміною його фізичних властивостей. Молекули […]...
- Фізичні властивості води: доповідь При звичайних умовах вода – це рідка прозореа речовина без кольору, смаку і запаху. Щільність рідкої води має максимальне значення – 1 г/см3 при 4°C. При 0°C вода переходить з рідкого стану в твердий – лід. При 100°C вода кипить і переходить в газоподібний стан – водяна пара. Аналоги води за будовою та хімічним складом […]...
- Розчинність газів і рідин у воді Будь рідини і гази, хоча б у невеликих кількостях, розчинні у воді. Однак ряд рідин розчиняється у воді в необмежених кількостях. Це означає, що їх можна змішувати з водою в будь-яких пропорціях. До таких рідин відносяться сірчана, азотна, оцтова кислоти, ацетон, спирт, гліцерин та ін. Ті рідини, які незначно розчиняються у воді, відносять до нерозчинним. […]...
- Будова газоподібних, рідких і твердих тіл Подумайте, чи можна пояснити властивості речовини у всіх його агрегатних станах будовою речовини, рухом і взаємодією його частинок. Сили взаємодії молекул. Молекули взаємодіють один з одним. Без цієї взаємодії не було б ні твердих, ні рідких тіл. Довести існування значних сил взаємодії між атомами або молекулами нескладно. Спробуйте-но зламати товсту палицю! А адже вона складається […]...
- Повідомлення про властивості води Водневий зв’язок між молекулами води є причиною двох унікальних властивостей води: зчеплення і адгезії. Згуртованість ставиться до того, що вода прилипає сама до себе дуже легко. Прилипання значить, що вода також зчіплюється дуже добре до інших речей, наприклад, склу. Коли вода контактує з цими поверхнями, сили адгезії сильніше, ніж сили зчеплення. Замість того щоб триматися […]...
- Вологість Якщо рідина залишити в закритій посудині, вона буде випаровуватися доти, поки число молекул, що залишають рідину, що не зрівняється з числом молекул, що повертаються в рідину. Чим вище тиск пари, тим більше молекул стикається з поверхнею рідини і тим більше молекул повертається в рідину. Тиск пари, при якому настає рівновага (число молекул, що залишають рідину, […]...
- Тверді тіла, рідини і гази Більшість речовин можуть існувати в трьох станах: твердому, рідкому і газоподібному. Вони називаються агрегатними станами речовини. Перехід з одного стану в інший відбувається при нагріванні або охолодженні, а також при зміні тиску. Наприклад, якщо воду – рідина – підігрівати, вона буде перетворюватися в пар – газ. Теорія, що пояснює властивості твердого, рідкого і газоподібного станів, […]...
- Тиск рідини Тиск рідин і газів має цікаві особливості, що відрізняють його від тиску твердих тіл. Переконаємося в цьому на дослідах. Почнемо з вивчення тиску рідини. Візьмемо посудину, в дні і стінках якого є отвори, закриті гумовими плівками. Якщо ми наллємо воду в цю посудину, то побачимо, що всі плівки вигнулись назовні – схематично це зображено на […]...
- “Буря в склянці води” Подивіться на стоїть на столі склянку з водою – чи можна уявити собі більший спокій? Не випадково про щось дуже тихому і спокійному кажуть: “Тихіше води”. А безглузду суєту називають “бурею в склянці води”. Але ж у склянці води і правда бушує “буря”! Інтенсивність цієї “бурі” вражає уяву. При кімнатній температурі молекули води хаотично рухаються […]...
- Взаємодія між атомами і молекулами речовини Між молекулами речовини діють одночасно сили тяжіння і сили відштовхування. Ці сили у великій мірі залежать від відстаней між молекулами. Згідно з експериментальними і теоретичним дослідженням міжмолекулярні сили взаємодії обернено пропорційні n-го ступеня відстані між молекулами: Де для сил тяжіння n = 7, а для сил відштовхування. Взаємодія двох молекул можна описати за допомогою графіка […]...
- Міжмолекулярні сили Відстань між молекулами і діють між ними сили визначають властивості газоподібних, рідких і твердих тіл. Ми звикли до того, що рідина можна перелити з однієї судини в іншій, а газ швидко заповнює весь наданий йому об’єм. Вода може текти тільки уздовж русла річки, а повітря над нею не знає меж. Якби газ не прагнув зайняти […]...
- Випаровування і конденсації. Насичений пар Перетворення рідини в пару називають паротворенням. Якщо пароутворення відбувається з поверхні рідини, його називають випаровуванням. Випаровування відбувається при будь-якій температурі, при підвищенні температури швидкість випаровування збільшується. Внаслідок випаровування рідина охолоджується. Чим більше площа поверхні рідини, тим швидше відбувається випаровування. Конденсація – це перетворення пари в рідину. Пар над рідиною є насиченим, якщо процеси випаровування і […]...
- Гідростатичний тиск Розглянемо рівновагу однорідної рідини, що знаходиться в полі тяжіння Землі. На кожну частку рідини, що знаходиться в полі тяжіння Землі, діє сила тяжіння. Під дією цієї сили кожен шар рідини тисне на розташовані під ним шари. В результаті тиск усередині рідини на різних рівнях НЕ буде однаковим. Отже, в рідинах існує тиск, обумовлений її вагою. […]...
- Випаровування. Насичений і ненасичений пар З повсякденних спостережень відомо, що кількість води, ефіру, бензину та іншої рідини, яка знаходиться у відкритому посуді, поступово зменшується. Насправді рідина не може зникнути безслідно, вона перетворюється на пару. Явище перетворення рідини в пару називається паротворенням. Існує два способи переходу рідини в газоподібний стан: випаровування і кипіння. Пароутворення, що відбувається з поверхні рідини, називається випаровуванням. […]...
- Кипіння в фізиці Процес кипіння води вам добре знайомий. На відміну від випаровування, яке відбувається тільки з вільної поверхні рідини, кипіння – це пароутворення, яке відбувається по всьому об’єму рідини. Кипіння виявляється можливим тому, що в рідині завжди розчинена якась кількість повітря, що потрапило туди в результаті дифузії. При нагріванні рідини це повітря розширюється, бульбашки повітря поступово збільшуються […]...
- Кипіння Процес пароутворення всередині об’єму рідини називають кипінням. При кипінні всередині об’єму рідини утворюються, ростуть і виходять через поверхню бульбашки пари. Ми чуємо початок утворення мікробульбашок, коли чайник на плиті починає “шуміти”. Під час процесу кипіння температура рідини не змінюється. Якщо ми поставимо пробірку з водою на пальник, вона закипить при 100 ° С і її […]...
- Насичені і ненасичені пари і їх властивості Над вільною поверхнею рідини завжди є пари цієї рідини. Якщо посудину з рідиною не закритий, то концентрація часток пари при постійній температурі може змінюватися в широких межах в бік зменшення і у бік збільшення. Процес випаровування в замкнутий простір (закритий посудину з рідиною) може при даній температурі відбуватися тільки до певної межі. Це пояснюється тим, […]...
- Загальні відомості про клітини. Клітинна мембрана Які функції зовнішньої мембрани клітини? Зовнішня клітинна мембрана складається з подвійного ліпідного шару і молекул білків, частина яких розташована на поверхні, а деякі пронизують обидва шару ліпідів наскрізь. Зовнішня клітинна мембрана виконує захисну функцію, відокремлюючи клітину від зовнішнього середовища, перешкоджає пошкодженню її вмісту. Крім того, зовнішня клітинна мембрана забезпечує транспорт речовин всередину клітини і з […]...