Что такое смачиваемость в физике 7 класс
Смачивание
Смачивание — явление, возникающее вследствие взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердых тел. Если силы притяжения между молекулами жидкости и твердого тела больше сил притяжения между молекулами жидкости, то жидкость называют смачивающей; если силы притяжения жидкости и твердого тела меньше сил притяжения между молекулами жидкости, то жидкость называют несмачивающей это тело.
Одна и та же жидкость может быть смачивающей и несмачивающей по отношению к разным телам. Так, вода смачивает стекло и не смачивает жирную поверхность, ртуть не смачивает стекло, а смачивает медь.
Смачивание или несмачивание жидкостью стенок сосуда, в котором она находится, влияет на форму свободной поверхности жидкости в сосуде. Если большое количество жидкости налито в сосуд, то форма ее поверхности определяется силой тяжести, которая обеспечивает плоскую и горизонтальную поверхность. Однако у самых стенок поверхность жидкости все-таки искривляется.
Рассмотрим молекулу жидкости у стенки сосуда (рис. 1). Пусть 
равнодействующая сил, действующих на эту молекулу со стороны твердого тела, 
— со стороны молекул жидкости. Сила перпендикулярна стенке, направлена под углом 45° к стенке. Для смачивающей жидкости (рис. 1, а) модули сил 
. Равнодействующая этих сил 
является силой молекулярного давления, приложенной к молекулам, и должна быть направлена в глубь жидкости перпендикулярно ее поверхности. Поэтому поверхность вблизи стенок не горизонтальна, а искривляется. Аналогично доказывается искривление у стенок свободной поверхности и для несмачивающей жидкости (рис. 1, б).
Мерой смачивания служит краевой угол 
— это угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой (плоскостью поверхности твердого тела). Внутри краевого угла всегда находится жидкость (рис. 2, а, б). Для смачивающей жидкости угол — острый, для несмачивающей — тупой. При полном смачивании = 0, при полном несмачивании = 180°. Если смачивающая жидкость находится на открытой поверхности твердого тела (рис. 3, а), то происходит ее растекание по этой поверхности. Если на открытой поверхности твердого тела находится несмачивающая жидкость, то она принимает форму, близкую к шаровой (рис. 3, б).
Смачивание имеет важное значение как в быту, так и в промышленности. Хорошее смачивание необходимо при крашении, стирке, обработке фотоматериалов, нанесении лакокрасочных покрытий, при склеивании материалов, при пайке, во флотационных процессах (обогащение руд ценной породой).
И наоборот, при сооружении гидроизоляционных устройств необходимы материалы, не смачиваемые водой.
Что такое смачиваемость в физике 7 класс
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).
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.
— 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:
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.
Рис.1. Вода на жирной поверхности.
На первом видео представлены методы смачивания и не смачивания
на втором представлено клин со ртутью и водой
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
Рис.3. Смачивание и не смачивание.
Явление капиллярности.
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)
Капилляры – тонкие трубки (очень тонкие сосуды в организме человека и других животных).
На видео представлено капиллярное течение жидкости
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.
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.
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.
Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия. Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего. Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.
Что такое смачиваемость в физике 7 класс
Выполнила: Тюрина Анастасия.
Степень смачивания характеризуется углом смачивания. Угол смачивания (или краевой угол смачивания)- это угол, образованный касательными плоскостями к межфазным поверхностям, ограничивающим смачивающую жидкость, а вершина угла лежит на линии раздела трёх фаз. Измеряется методом лежащей капли. Мерой смачивания служит краевой угол θ — это угол между плоскостью, касательной к поверхности жидкости, и стенкой (плоскостью поверхности твердого тела). Внутри краевого угла всегда находится жидкость. Для смачивающей жидкости θ — острый, для несмачивающей θ — тупой. При полном смачивании θ = 0, при полном несмачивании θ = 180°.
Опыты, подтверждающие существование явлений смачивания и несмачивания
Положите рядом стеариновую и стеклянную пластинки. Капните из пипетки на каждую из них по маленькой капле воды. На стеариновой пластинке получится полушарие диаметром примерно 3 миллиметра, а на стеклянной пластинке капля растечется. Теперь возьмите стеклянную пластинку и наклоните ее. Капля уже и так растеклась, а теперь она потечет дальше. Молекулы воды охотнее притягиваются к стеклу, чем друг к другу. Другая же капля будет кататься по стеарину при наклонах пластинки в разные стороны. Удержаться на стеарине вода не может, она его не смачивает, молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стеарина.
Несмачивание в природе.
Роль поверхностных явлений в природе разнообразна. Например, поверхностная плёнка воды является для многих организмов опорой при движении. Такая форма движения встречается у мелких насекомых и паукообразных. Наиболее известны водомерки, опирающиеся на воду только конечными члениками широко расставленных лапок. Лапка, покрытая воскообразным налётом, не смачивается водой, поверхностный слой воды прогибается под давлением лапки, образуя небольшое углубление. Подобным образом перемещаются береговые пауки некоторых видов, но их лапки располагаются не параллельно поверхности воды, как у водомерок, а под прямым углом к ней.
Перья и пух водоплавающих птиц всегда обильно смазаны жировыми выделениями особых желёз, что объясняет их непромокаемость. Толстый слой воздуха, заключённый между перьями утки и не вытесняемый оттуда водой, не только защищает утку от потери тепла, но и чрезвычайно увеличивает запас плавучести, действуя подобно спасательному поясу.
Воскообразный налёт на листьях препятствует заливанию так называемых устьиц, которое могло бы привести к нарушению правильного дыхания растений. Наличием того же воскового налёта объясняется водонепроницаемость соломенной кровли, стога сена и т.д.
Заключение
Таким образом, явления смачивания и несмачивания имеют важное значение в природе, промышленной технологии, быту. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке, обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий, пропитке волокнистых материалов, склеивании, пайке, амальгамировании и т. д. Снизить смачивание до минимума стремятся при получении гидрофобных покрытий, гидроизоляционных материалов и др. В некоторых случаях, например при флотации и эмульгировании твёрдыми эмульгаторами, требуется сохранение краевых углов в определённом интервале значений. С. играет первостепенную роль в металлургических процессах, при диспергировании твёрдых тел в жидкой среде. Оно влияет на распространение грунтовых вод, увлажнение почв, разнообразные биологические и другие природные процессы.
Презентация на тему «Явление смачивания и несмачивания».
Описание презентации по отдельным слайдам:
Объяснение смачивания. Явление смачивания объясняется различным взаимодействием молекул тела и жидкости. Если молекулы жидкости притягиваются к телу сильнее, чем друг к другу, то такая жидкость смачивает тело. Если же молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к телу, то жидкость не будет смачивать данное тело.
Эффект лотоса. Эффект лотоса – эффект крайне низкой смачиваемости поверхности, который можно наблюдать на листьях и лепестках некоторых растений. Эффект лотоса был открыт немецким ботаником Вильгельмом Бартлоттом в 1990-х годах, хотя свойства цветков лотоса были известны давно.
Растения, обладающие эффектом лотоса. настурция водосбор капуста люпин тюльпан
Явление смачивания в животном мире. Структура их крыльев и другие приспособления позволяют животным не намокать. Если крылья насекомых будут смачиваться, насекомые потеряют способность к полету. Структура их крыльев аналогична структуре цветков лотоса. Насекомые.
Водомерки. Водомерки принадлежат к группе наземных клопов, приспособленных к скольжению по воде. Главное участие в передвижении играют две задние пары ног. Ноги водомерки смазаны особым веществом и не смачиваются водой. Благодаря их широкой расстановке вес тела приходится на значительную поверхность. На воде водомерки удерживаются благодаря воздушным подушкам в густом слое волосков на длинных подошвах четырех из шести лапок.
Водоплавающие птицы. Перья водоплавающих птиц покрыты особенным жиром и никогда не смачиваются водой. Птица распределяет жировую массу от самого основания хвостовых перьев, расположенных по всему телу. Плотное переплетение пуховых и перьевых бороздок у птиц образует густой слой с водоотталкивающей наружной поверхностью. Так же им помогает наличие множества пузырьков воздуха и выделения копчиковой железы.
Практическая часть. Опыт. Молекулы разных веществ притягиваются друг к другу с разной силой. Пронаблюдаем это на опыте. Возьмём стёклышко и капнем на него каплю воды. Мы заметили, что капля растеклась по поверхности. Происходит явление смачивания. Молекулы жидкости слабее притягиваются друг к другу, чем к молекулам твёрдого тела. Жидкость пытается прижаться к поверхности и расплывается по ней. Это мы и рассмотрели.
Теперь мы возьмём парафин и также капнем на него водой. Капля не растеклась по поверхности. Происходит явление несмачивания. Сильное притяжение молекул жидкости, чем к молекулам твёрдого тела (парафин). Получается, что силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку.
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДБ-427471
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате
Время чтения: 1 минута
В России стартует пилотный проект по реабилитации детей-инвалидов
Время чтения: 2 минуты
Российские юниоры завоевали 6 медалей на Международной научной олимпиаде
Время чтения: 2 минуты
Минздрав включил вакцинацию подростков от ковида в календарь прививок
Время чтения: 1 минута
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
Итоговое сочинение успешно написали более 97% выпускников школ
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Смачивание и капиллярность
Молекулы разных веществ притягиваются друг к другу с разной силой. Пронаблюдаем это на опыте.
Подвесим на тонкой пружине стеклянную пластину и поднесем к ней снизу сосуд с водой (рис. 75, а ). Когда пластина коснется воды, начнем поднимать ее вместе с пружиной вверх. Мы увидим, что пластина как бы прилипла к воде и продолжает оставаться на ее поверхности, несмотря на то что пружина растягивается все сильнее и сильнее (рис. 75, б ). Когда сила упругости пружины превысит силу межмолекулярного притяжения, удерживающую пластину на поверхности воды, пластина оторвется от воды (рис. 75, в ). При этом на нижней поверхности пластины останется тонкий слой воды. Наличие этого слоя на стекле говорит о том, что разрыв произошел не в местах соприкосновения молекул воды с молекулами стекла, а там, где молекулы воды соприкасались друг с другом. Отсюда следует, что сила притяжения молекул воды друг к другу слабее силы притяжения молекул воды к стеклу. 
В тех случаях, когда молекулы жидкости притягиваются к молекулам твердого тела сильнее, чем друг к другу, жидкость растекается по твердому телу и образует на его поверхности тонкую пленку. Растекание жидкости по поверхности твердого тела называют смачиванием этого тела.
Так, например, вода смачивает стекло, дерево, кожу и многие другие вещества.
Если, однако, опустить в воду пластину, изготовленную не из стекла, а, например, из воска или парафина, то, вынув эту пластину из воды, мы найдем ее сухой. Это означает, что вода не смачивает воск и парафин. Вода не смачивает также все жирные поверхности.
Несмачиваемость объясняется тем, что молекулы жидкости сильнее притягиваются друг к другу, чем к молекулам твердого тела.
Когда жидкость не смачивает твердое тело, она не растекается по его поверхности тонкой пленкой, а собирается в круглые капельки. Такие капельки (или шарики) образует, например, ртуть на стекле. Не смачивается ртутью и чугун. А вот золото и цинк ртутью смачиваются.
Явления смачивания и несмачивания учитывают и используют на практике. Мы вытираемся полотенцами, сделанными из ткани, смачиваемой водой. Хорошее смачивание необходимо при крашении и стирке, обработке фотографических материалов, нанесении лакокрасочных покрытий, склеивании различных материалов и т. д.
Водоплавающие птицы смазывают при помощи клюва свои перья жиром, выделяемым особой железой. Поэтому их перья не смачиваются водой, а пух, находящийся под перьями, остается сухим. Благодаря этому птица не мерзнет в холодной воде и удерживается на ее поверхности.
Очень опасны для птиц загрязнения воды нефтью. Нефть смачивает перья птиц, вода проникает в слой пуха, и птица, намокнув, может замерзнуть и утонуть.
Смачиванием обусловлено и такое явление, как капиллярность. Заключается оно в том, что под действием молекулярных сил смачивающая жидкость поднимается вверх по очень тонким трубкам, называемым капиллярами. Латинское слово «капиллус» означает «волос». Отсюда и название тонких трубок — капилляры. Их диаметр составляет миллиметр и менее.
Чем тоньше капилляр, тем на большую высоту в нем поднимается смачивающая его жидкость.
В природе капилляры встречаются довольно часто. Многие из окружающих нас тел имеют пористое строение: они пронизаны множеством мелких, иногда незаметных для глаз капилляров. К таким телам относятся дерево, бумага, кожа, почва, ткань, вата, различные строительные материалы. Вода и другие смачивающие их жидкости, соприкасаясь с такими телами, «втягиваются» в их капилляры и начинают перемещаться по всем направлениям внутри тел. Именно поэтому так быстро намокают кусочки ваты (или сахара), едва коснувшись воды. По этой же причине влага легко проникает в обычные кирпичи, а керосин поднимается по фитилю керосиновой лампы.
Капиллярные явления играют существенную роль в водоснабжении растений и перемещении влаги в почве. В сухую погоду почва ссыхается, и в ней образуются трещины — капилляры. По ним вода поднимается из-под земли вверх и испаряется. Поверхность земли из-за этого высыхает еще больше. Для сохранения влаги внутри земли верхний слой почвы разрыхляют. При этом капилляры разрушаются и вода остается в почве.
И наоборот, когда почва слишком влажная, ее укатывают. Капилляры в ней делаются тоньше, и глубина, с которой поднимается по ним жидкость, увеличивается. Поднимаясь наверх, вода испаряется, и почва постепенно высыхает.
1. Опишите опыт, в котором наблюдается смачивание стекла водой. 2. Приведите примеры жидкостей, смачивающих и не смачивающих те или иные твердые тела. 3. Как объясняются явления смачивания и несмачивания на основе представления о взаимодействии молекул? 4. Почему маленькие капли росы на листьях некоторых растений имеют форму шариков, тогда как на листьях других растений роса растекается тонким слоем? 5. Для чего водоплавающие птицы смазывают свои перья жиром? 6. Что представляют собой капилляры? 7. Почему растекаются чернила при письме на бумаге плохого качества? 8. Почему мокрые руки плохо вытираются шелковой тканью? 9. На чем основаны такие способы регулировки водного режима почвы, как прикатка и боронование? 10. Почему два сухих листочка бумаги не слипаются, если их приложить друг к другу, а смоченные водой слипаются? 11. Слипнутся ли два листочка бумаги, если один из них смочить водой, а другой — растительным маслом? Почему?