Интерактивни и забавни занимания за деца
Урок I/05 - Повърхностно напрежение
Целта на лечението:
Студентите ще опишат какво е течност и какво е повърхностното напрежение, къде се намира и какво значение има в природата. Те използват примери, за да открият кои вещества нарушават повърхностното напрежение.
Попитайте децата си:
От какво се състои водата?
Дайте примери за течности.
Какво или кой е водомер и защо той остава на повърхността?
Защо някои предмети остават на повърхността?
Където срещаме повърхностно напрежение в природата?
Което кара плаващите предмети да потънат?
Течност
Течността (течно вещество) е едно от състоянията на веществата, при които частиците на веществото са относително близо една до друга и са свързани във фиксирани позиции и могат да се движат в целия обем.
Основни свойства на течностите:
Те са течни - могат да се разлеят.
Те нямат постоянна форма - адаптират се към контейнера.
Те поддържат постоянен обем - дори при промяна на формата на контейнера.
Те образуват капчици - поради атрактивните сили между частиците.
В покой те създават свободна хоризонтална повърхност в земното гравитационно поле.
Те са практически несвиваеми - поради взаимни отблъскващи сили между молекулите на течността. Свойствата на течностите произтичат от свойствата на молекулите.
Ако избраната молекула е вътре в течността, тя е в състояние на свободно равновесие. Ако обаче избраната молекула е разположена в тънък слой, тя граничи с друга среда, това води до образуване на вътрешно налягане, повърхностно напрежение и повърхността на течността, която се държи като гъвкава мембрана.
Повърхностно напрежение
Изображение на WassermoleküleInTröpfchen от Потребител: Booyabazooka (Собствена работа) [Обществено достояние], чрез Wikimedia Commons
Повърхностно напрежение
Повърхностното напрежение е ефект, при който повърхността на течността се държи като еластичен филм и се опитва да постигне възможно най-гладкото състояние с минимална площ. Това означава, че повърхността на течността се опитва да достигне състояние с по-малко енергия. Колкото по-високо е повърхностното напрежение, толкова по-заоблено е падането на тази течност. По този начин повърхността на течността се държи така, сякаш е образувана от много тънък еластичен слой, който се опитва да свие повърхността на течността така, че да има възможно най-малката площ за даден обем течност. Ако върху течностите не действат външни сили, тя ще има кръгла форма, тъй като сферата има най-малката повърхност от всички тела с един и същ обем. Ситуацията е малко по-сложна, когато действат външни сили. Свободната повърхност на течността обаче винаги се опитва да намали размера на общата повърхност до възможно най-малката степен. Ето защо нивото на тиха вода в отворения съд (в гравитационното поле) е хоризонтално, тъй като всяка друга форма на свободната повърхност на течността би увеличила общата повърхност на течността. Ако външните сили са много малки в сравнение със силите на повърхностното напрежение, течността ще се опита да приеме приблизително сферична форма. Това се случва напр. за малки капчици, които образуват мъгла, за капчици живак и др.
Значение на повърхностното напрежение
Повърхностното напрежение кара някои видове насекоми (като водомери) да се движат по водната повърхност. Някои предмети, напр. бръсначи или парче фолио, могат да се поставят на водната повърхност, без да потъват; но ако ги потопим достатъчно дълбоко, те ще потънат на дъното.
Примери за използване на повърхностно напрежение
Снимки на Sur le Cher от Daniel Jolivet) [CC BY SA 2.0], чрез Flickr; 15.01.2006 г. монета върху вода, ретуширана от Роджър Маклас (Собствена творба) [GFDL или CC-BY-SA-3.0], чрез Wikimedia Commons
Намокряне
Високото повърхностно напрежение усложнява процеса на навлажняване. Например, дестилираната вода много силно навлажнява съдържащите се в дрехите вещества. Това е една от причините, поради които по време на измиването се добавят препарати, които улесняват навлажняването с техните сапунени вещества (повърхностноактивни вещества). Друг пример е измиването на мазни ръце. Измиването на мазните ръце е трудно, тъй като водата не мокри мазната повърхност. Ето защо използваме сапун. В сапунен разтвор силите между молекулите са по-малки от силите между молекулите вода. Резултатът е намаляване на повърхностното напрежение на водата и разтворът намокря мазната повърхност.
Ако се интересувате от темата и искате да научите повече:
Имате ли нужда от съвет? Пишете ни [email protected]
Ние можем да ви помогнем?
Не можете да попълните приложението? Ако имате проблем, не се колебайте да се свържете с нас: