Головна » Статті » Конспекти уроків для старших класів » Конспекти уроків з фізики 10 клас (нова програма)

УРОК № 72 / ІІІ.2-5. ЗМОЧУВАННЯ. КАПІЛЯРНІ ЯВИЩА

УРОК № 72 / ІІІ.2-5. ЗМОЧУВАННЯ. КАПІЛЯРНІ ЯВИЩА

Мета: 1) поглибити знання учнів про внутрішню будову рідини та властивості рідини з погляду МКТ, ввести поняття поверхневого натягу рідини та з'ясувати, від яких параметрів залежить сила поверхневого натягу речовини;

2) продовжити формування логіки учнів, уміння аналізувати умови задачі та обирати оптимальні шляхи її розв'язання.

3) показати практичне значення виучуваної теми у побуті, на виробництві.

Очікувані результати: учні оперують поняттями «коефіцієнт поверхневого

натягу», «поверхнева енергія».

Тип уроку: урок вивчення та засвоєння нових знань.

ХІД УРОКУ

I. ОРГАНІЗАЦІЙНИЙ МОМЕНТ 2 хв

ІІ. ПЕРЕВІРКА ДОМАШНЬОГО ЗАВДАННЯ 7 хв

Діяльність учителя

Компетентності

Діяльність учнів

Учитель перевіряє домашні задачі, організовує обговорення способів розв'язання

Формування самоосвітньої компетентності учнів

Учні перевіряють домашнє завдання, зачитують повідомлення про використання поверхневого натягу рідини в побуті, виробництві

ІІІ. МОТИВАЦІЯ НАВЧАЛЬНОЇ ДІЯЛЬНОСТІ

У природі, техніці і побуті надзвичайно поширене явище капілярності. Завдяки цьому явищу поживні речовини потрапляють із ґрунту в рослини. Підняття вологи з глибоких шарів ґрунту так само забезпечує капілярність. Капілярними каналами піднімається ґрунтова вода в стінах будівель, капілярами ґніту — змащувальні речовини; на явищі капілярності засновано використання фільтрувального паперу, марлі, рушників тощо.

Отже, вивчення, пояснення, обґрунтування явищ змочування й капілярності — один із важливих напрямів молекулярної фізики.

IV. ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ (ЦОР) ІП

Короткий конспект навчального матеріалу

1. Змочування і незмочування

Ми вже розглядали явища, що відбуваються в поверхневому шарі рідини на межі з парою. У цьому випадку можна було не враховувати слабку взаємодію молекул рідини з молекулами пари.

Складнішими є явища, що відбуваються в поверхневому шарі рідини у випадку її взаємодії з твердим тілом. За таких умов спостерігається змочування чи незмочування цього тіла рідиною.

Якщо сили зчеплення частинок рідини і твердого тіла більші за сили зчеплення частинок рідини, рідину називають такою, що змочує тверде тіло. Якщо сили зчеплення частинок рідини і твердого тіла менші за сили зчеплення частинок рідини — такою, що не змочує це тіло.

Коли рідина змочує поверхню твердого тіла, то розтікається по ній, а коли не змочує — стягується у краплі. Іншими словами, у деяких випадках рідина намагається збільшити площу контакту з поверхнею твердого тіла (рис. А), а в інших — зменшити цю площу (рис. б).

Явища змочування і незмочування визначаються величинами поверхневого натягу між рідиною і твердим тілом; рідиною і газом; газом і твердим тілом та характеризується 0 — кутом між дотичними до поверхні твердого тіла і рідини, який називають крайовим кутом.

□ якщо кут θ гострий (0° < θ < 90°), то рідина змочує тверде тіло (рис а).

□ якщо кут θ тупий (180° > θ > 90°), то рідина не змочує тверде тіло (рис. б).

□ якщо θ = 180°, то спостерігається явище повного незмочування (рис. в).

□ якщо θ = 0, то спостерігається явище повного змочування (рис. г).

Якщо рідину налити в посудину, виготовлену з матеріалу, який змочується рідиною, то поверхня рідини біля стінок скривлюється.

Скривлену поверхню рідини поблизу межі її дотикання з твердим тілом називають меніском (від грец. «меніскос» - півмісяць).

2. Капіляри. Капілярні явища

· Капілярами (від грец. «капілля» — волосина) називають вузькі трубки, діаметр яких набагато менший за їх довжину. Ще одне визначення капілярів — вузькі циліндричні трубки з діаметром близько міліметра й менші називають капілярами.

Демонстрування 1. У воду занурити два капіляри різного діаметра. Спостерігаємо піднімання рідини у капілярах. Вода піднімається вище від її рівня в посудині. Вода піднімається вище у капілярі, який має менший діаметр.

Демонстрування 2. Капіляр занурити в олію. Спостерігаємо опускання рідини нижче від її рівня в посудині.

· Капілярними явищами називають явища піднімання рідини по капіляру при змочуванні й опускання при незмочуванні.

3. Висота піднімання рідини в капілярах

Опустимо капіляр в рідину, яка його змочує.

Сили поверхневого натягу, прикладені до контуру, що обмежує поверхню, будуть напрямлені вздовж стінки капіляра, рівнодійна цих сил буде напрямлена вгору. Під її дією рідина підніматиметься по капіляру, доки не досягне висоти h, на якій сила тяжіння, що діє на рідину, не зрівноважиться цією рівнодійною:

Отже, висота піднімання рідини в капілярі прямо пропорційна її поверхневому натягу й обернено пропорційна густині рідини й радіусу капіляра.

У житті ми часто маємо справу з тілами, просотаними безліччю дрібних каналів (папір, пряжа, шкіра, різні будівельні матеріали, ґрунт, дерево). Під час зіткнення з водою або іншими рідинами такі тіла дуже часто вбирають їх у себе. Так пояснюється принцип дії рушника, коли витирають руки; дія ґнота в гасовій лампі і т. ін.

V. ЗАКРІПЛЕННЯ ЗНАНЬ УЧНІВ

Приклад розв'язування задачі

У капілярній трубці радіусом r = 0,5 мм рідина піднялась на висоту h = 11 мм. Визначте густину рідини, якщо її поверхневий натяг дорівнює σ = 22 мН/м.

1. Вважатимемо, що радіус кривизни меніска R дорівнює радіусу капіляра r. Вага стовпчика рідини висотою h і масою m врівноважується силами поверхневого натягу.

2. Визначимо масу рідини в стовпчику висотою h.

m = ρV = ρπr2h.

3. Сили поверхневого натягу

Fσ = 2πrσ.

4. Умова рівноваги стовпчика рідини в капілярі:

Задачі для самостійного розв'язування

1. Визначте висоту капілярного підйому мильного розчину, якщо радіус капіляра дорівнює 0,5 мм. Густину мильного розчину вважайте рівною густині води.

2. Визначте масу води, що піднялася по капіляру, діаметр якого 0,64 мм.

3. Чму вода піднімається по тонких трубках і має увігнутий меніск, а ртуть опускається, і її поверхня має опуклий меніск?

4. На яку висоту підніметься змочувальна рідина в капілярі, якщо посудина з рідиною, у яку опущено капіляр, перебуває в стані невагомості?

VІ. РЕФЛЕКСІЯ

VІІ. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Вивчити відповідний параграф підручника, конспект уроку, відповісти на запитання після параграфа, виконати завдання за задачником.

2. Розв’язати задачу.

По ґноту вода піднімається на 80 мм. На яку висоту по тому самому ґноту підніметься спирт?

Категорія: Конспекти уроків з фізики 10 клас (нова програма) | Додав: uthitel (23.02.2019)
Переглядів: 325 | Коментарі: 6 | Рейтинг: 0.0/0

Всього коментарів: 0
Имя *:
Email *:
Код *: