Краткая теория. Этапы занятия и контроль их усвоения

Этапы занятия и контроль их усвоения

Задания для самоподготовки

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

- по базисным знаниям:

· молекулярное строение жидкостей

· свойства поверхностного слоя жидкости

· потенциальная энергия поверхностного слоя жидкости

- по данной теме:

· капиллярные явления

· параметры, влияющие на величину коэффициента поверхностного натяжения

· единицы измерения коэффициента поверхностного натяжения

· смачивающие и несмачивающие жидкости

· молекулярное давление под сферической поверхностью

· формула Лапласа

· высота подъема жидкости в капилляре

· влияние поверхностно-активных веществ на коэффициент поверхностного натяжения

· газовая эмболия

1 – ознакомиться с устройством торсионных весов

2- оценить, как добавление ПАВ (моющих средств) влияет на КПН воды.

№ п/п	Этапы занятия	Формы и методы проведения каждого этапа	Формы контроля усвоения, уровни усвоения	Примерное время
	Вводная часть •Организационный момент • Мотивация • Цели занятия	Ответы при собеседовании по вопросам самоподготовки	Проверка домашней записи в рабочей тетради и вербального отчёта по вопросам	40минут
	Основная часть занятия · Актуализация опорных знаний (контроль исходного уровня знаний) · Формирование новых знаний, умений и навыков, применение их на практике	Студенты дают объяснения хода работы ·с последующим выполнением экспериментальной части, расчётом и самостоятельными выводами относительно полученных результатов.	Пошаговые проверки усвоения информации вопросами по фрагментам.	80 минут
	Заключительная часть •Заключительный контроль   • Подведение итогов   • Домашнее задание	Тестирование     Решение задач по теме КПН	Результирующая оценка уровня усвоения знаний	30 минут     20 минут     10 минут

Обычные жидкости изотропны, структурно они являются аморфными телами. Для внутреннего строения жидкостей характерен ближайший порядок (упорядоченное относительное расположение

ближайших частиц). Расстояния между молекулами жидкости малы, силы взаимодействия значительны. Жидкости мало сжимаемы, обладают большой плотностью, принимают форму сосуда, в котором находятся.

Рассмотрим молекулу (1), находящуюся в объеме жидкости (рис.1),она испытывает, в основном, одинаковые силы притяжения

ко всем окружающим ее соседним молекулам. Молекула (2), находящаяся на поверхности, испытывает большее притяжение со стороны молекул, находящихся в объеме жидкости и меньшее вверху со стороны молекул пара. В результате на молекулу в поверхностном слое действует нескомпенсированная сила F. Переход молекулы из глубины жидкости в поверхностный слой связан с необходимостью совершения работы против действующих в поверхностном слое сил.

Таким образом молекулы в поверхностном слое обладают дополнительной потенциальной энергией, называемой поверхностной энергией. Из-за наличия поверхностной энергии жидкость обнаруживает стремление к сокращению своей поверхности. Силы, действующие по касательной к поверхности и стремящиеся сократить площадь

свободной поверхности называются силами поверхностного натяжения.

Работа A, которую необходимо совершить для изотермического образования свободной поверхности пропорциональна площади свободной поверхности S:

(1)

- коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом
поверхностного натяжения (поверхностным натяжением.

Коэффициент поверхностного натяжения численно равен работе

которую необходимо совершить для изотермического образования единицы площади свободной поверхности.

Единицы измерения коэффициента поверхностного натяжения в СИ:

Pис.2 Рис.3

Возьмем изогнутую в виде буквы П проволочную рамку и опустим в сосуд с жидкостью (рис. 2). Работа, которую необходимо совершить для образования пленки жидкости (имеющей 2 свободные поверхности (рис.3)) с одной стороны может быть рассчитана по формуле (1):

(2)

с другой стороны найдена по определению:

(3)

где F - сила поверхностного натяжения, - перемещение рамки.

Приравнивая правые части соотношений (2) и (3), получим:

, откуда следует, что

(4)

где - периметр смачивания - длина линии, перпендикулярно которой, действуют силы поверхностного натяжения, направленные по касательной к свободной поверхности.

Таким образом мы имеем два тождественных определения коэффициента поверхностного натяжения:

;

Коэффициент поверхностного натяжения зависит от химического состава жидкости, ее состояния (в частности от температуры: с повышением температуры коэффициент поверхностного натяжения линейно убывает).

Для уменьшения поверхностного натяжения жидкости к ней добавляют
специальные примеси (мыло, жирные кислоты), которые располагаются на поверхности и уменьшают поверхностную энергию.

Такие вещества называются поверхностно активными веществами (ПАВ).

Дата добавления: 2015-06-26