Класс!ная физика



Поверхностное натяжение. Смачивание. Опыты

06.2012

Из крана течет вода. Закручивайте кран — струйка становится тоньше, еще тоньше и вдруг… разбивается на капли. Никакими силами нельзя сделать, чтобы струйка стала тонкой, как паутинка. А мыльный пузырь почему-то имеет форму шара ... Почему уголь в противогазе поглощает разные отравляющие газы: и хлор, и фосген, и другие?
В чем здесь секрет?
Все эти явления объясняются силами, возникающими на поверхности веществ, поверхностными явлениями.


ОПЫТ ПЛАТО


Бельгийский физик Плато придумал опыт, который можно легко повторить. Нальем в широкую банку соленую воду (З% соли). Затем возьмем стаканчик с анилином (можно взять подсолнечное масло и смесь воды со спиртом), закроем картонкой, погрузим в воду и выпустим его содержимое.

Вы увидите, что действительно естественная форма жидкости — шар. Ведь анилин со всех сторон окружен соленой водой, имеющей одинаковую с ним плотность, и находится в воде во взвешенном состоянии.

Если анилиновый шар проткнуть палочкой и вращать ее сначала медленно, а затем ускоряя, то в конце концов от него начнут   отрываться   отдельные капли.    По инерции они будут вращаться вокруг центрального шара,    как    планеты     вокруг Солнца.


ОПЫТ ДАРЛИНГА



В несоленой воде анилин тонет, но при нагревании он становится    легче воды и всплывает, вернее   начинает   капать вверх    большими     красивыми каплями.

Естественную форму принимает жидкость и при падении с большой высоты.   Этим пользуются, чтобы делать   круглую дробь. В высокой дробелитейной башне заставляют   расплавленный металл капать. Капли, пролетев огромный   путь,   принимают форму шариков   и   даже успевают остыть. Чтобы они не расплющились, подставляют чан с водой.

Молекулы жидкости   связаны силами сцепления: они как бы держат друг друга за руки.   У молекул, которые находятся  на  поверхности, остаются как бы свободные руки.
Поверхностные молекулы как бы натягивают поверхность жидкости, делают ее прочной, упругой. Кажется, что на поверхности имеется прочная пленка. Это явление называется поверхностным натяжением.


ПОВЕДЕНИЕ ДВУХ КАПЕЛЬ - СМАЧИВАНИЕ И НЕСМАЧИВАНИЕ


Жидкости по-разному относятся к твердым веществам. В одних случаях они охотно соединяются с твердыми веществами, смачивают их и прилипают к ним довольно крепко. В других случаях не хотят иметь с ними никакого дела и даже стараются отодвинуться от них.

Подготовьте для этого опыта стеклянную пластинку. Хорошо ее вымойте мылом и теплой водой. Когда она высохнет, протрите одну сторону ваткой, смоченной в одеколоне. Ничем ее поверхности не касайтесь, а брать пластинку теперь нужно только за края.

Возьмите кусочек гладкой белой бумаги и накапайте на него стеарин со свечи, чтобы на нем получилась ровная плоская стеариновая пластинка размером с донышко стакана.

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.

Но этот опыт выглядит еще интереснее, если вместо стеарина использовать сажу. Капните на закопченную поверхность металлической пластинки воду из  пипетки.  Капля сразу превратится в немного сплюснутый шарик и быстро покатится по саже. Чтобы следующие капли сразу не скатывались с пластинки, нужно ее держать строго горизонтально. Очень маленькие капельки принимают форму почти идеальных шариков и легко катаются по пластинке, когда ее наклоняешь.


ПЛАВАЮЩАЯ БРИТВА


Лезвие безопасной бритвы, несмотря на то что оно стальное, может плавать на поверхности воды. Нужно только позаботиться, чтобы оно не смачивалось водой. А для этого его нужно слегка смазать жиром. Положите осторожно лезвие на поверхность воды.

Поперек лезвия положите иголку, а на концы лезвия — по одной кнопке. Груз получится довольно солидный, и даже видно, как бритва вдавилась в воду. Создается впечатление, будто на поверхности воды упругая пленка, которая и держит на себе такой груз.


Можно заставить плавать и иголку, смазав ее предварительно тонким слоем жира. Класть на воду ее надо очень осторожно, чтобы не проколоть поверхностный слой воды. Лучше всего это сделать с помощью кусочка сухой бумажки или вилки, заставив иголку скатиться с нее, с очень маленькой высоты, на воду.

Иголка должна ровно лечь на воду, не прорвав ее поверхность. Сразу у вас это может и не получиться, понадобится некоторое терпение и тренировка.

Обратите внимание на то, как расположена иголка на воде. Если иголка намагничена, то это плавающий компас! А если взять даже небольшой магнит, можно заставить иглу путешествовать по воде.

Источники: журн. “Юный техник” 62г.; журн. "Мастерок"; "Здравствуй, физика" Л. Гальперштейн; "Опыты без приборов" Ф. Рабиза





Устали? - Отдыхаем!

Вверх