ТърсиУченик? Влез с код30 дни безплатноБезплатно
Класове
Начален етап
Прогимназиален етап
Гимназиален етап
Всички игриНВО и матуриЦениСтатииВидеоЗа родителиЗа училищаВход за учителиУченик? Влез с код
Физика и астрономия · 12 клас · урок 7 от 13

Повърхностни явления в течности

Молекулите на повърхността на течността са привличани навътре от съседите си, затова повърхността се държи като опъната ципа. Това е повърхностното напрежение: то държи водомерката на водата и прави малките капки кръгли. На границата с твърдо тяло течността може да намокря или да не намокря стените. В тънки тръбички (капиляри) намокрящата течност се покачва, а ненамокрящата се спуска.

Играйте само този урок:Вярно или невярноТаблоБомбаНадбягванеОтборен тест А/Б/В/ГГорещ стол

Работен лист за печат

Какво да запомним

  • Сила на повърхностно напрежение: F = σl, σ в N/m.
  • Работа за увеличаване на повърхността: A = σΔS.
  • Капилярно покачване: h = 2σ/(ρgr).
  • Намокряща течност: вдлъбнат менискус и покачване в капиляра.
  • При нагряване σ намалява; сапунът също го намалява.

Пример

В капиляр с радиус 1 mm водата (σ = 0,073 N/m) се покачва на h = 2·0,073/(1000·10·0,001) ≈ 1,5 cm.

Проверете се: 15 въпроса

Натиснете въпроса, за да видите верния отговор и обяснението.

  1. Благодарение на кое явление водомерката се задържа на повърхността на водата?
    • Архимедовата сила
    • Капилярността
    • Повърхностното напрежение
    • Дифузията

    Отговор: Повърхностното напрежение

    Повърхностният слой на водата се държи като опъната еластична ципа.

  2. Коя е единицата за коефициента на повърхностно напрежение в SI?
    • N·m
    • N/m2
    • J·m
    • N/m

    Отговор: N/m

    σ = F/l: сила на единица дължина от границата на повърхността.

  3. При какво условие течност се покачва в тънка стъклена тръбичка (капиляр)?
    • Когато намокря стените ѝ
    • Когато не намокря стените ѝ
    • Само при висока температура
    • Когато е по-плътна от стъклото

    Отговор: Когато намокря стените

    Намокрящата течност образува вдлъбнат мениск и силите на повърхностно напрежение я изтеглят нагоре.

  4. Как се изменя височината на капилярно покачване на водата, ако радиусът на капиляра намалее 2 пъти?
    • Намалява 2 пъти
    • Увеличава се 2 пъти
    • Увеличава се 4 пъти
    • Не се изменя

    Отговор: Увеличава се 2 пъти

    h = 2σ/(ρgr), т.е. височината е обратно пропорционална на радиуса.

  5. Сапунен филм е опънат в рамка с подвижна страна 10 cm. С каква сила филмът тегли подвижната страна? (σ = 0,04 N/m)
    • 4·10−3 N
    • 0,4 N
    • 0,8 N
    • 8·10−3 N

    Отговор: 8·10−3 N

    Филмът има две повърхности: F = 2σl = 2·0,04·0,1 = 8·10−3 N.

  6. Каква форма приемат малки капки течност в безтегловност?
    • Сферична
    • Кубична
    • Плоска
    • Цилиндрична

    Отговор: Сферична

    Повърхностното напрежение свежда повърхността до минимум, а сферата има най-малка площ при даден обем.

  7. Как се изменя повърхностното напрежение на водата при нагряване?
    • Увеличава се
    • Не се изменя
    • Намалява
    • Става отрицателно

    Отговор: Намалява

    С покачване на температурата силите на привличане между молекулите на повърхността отслабват.

  8. Какъв е менискусът на водата в чиста стъклена тръбичка?
    • Изпъкнал
    • Плосък
    • Остър
    • Вдлъбнат

    Отговор: Вдлъбнат

    Водата намокря стъклото, затова повърхността ѝ е вдлъбната.

  9. Каква работа е нужна, за да се увеличи повърхността на вода с 10 cm2? (σ = 0,07 N/m)
    • 7·10−5 J
    • 0,7 J
    • 7·10−3 J
    • 7·10−4 J

    Отговор: 7·10−5 J

    A = σΔS = 0,07·10−3 = 7·10−5 J.

  10. На каква височина се покачва водата в стъклен капиляр с радиус 0,5 mm? (σ = 0,073 N/m, ρ = 1000 kg/m3, g = 10 m/s2, пълно намокряне)
    • ≈ 1,5 cm
    • ≈ 2,9 cm
    • ≈ 29 cm
    • ≈ 5,8 cm

    Отговор: ≈ 2,9 cm

    h = 2σ/(ρgr) = 0,146/(1000·10·0,0005) ≈ 0,029 m.

  11. Защо повърхността на течността се държи като опъната ципа?
    • Привличане на молекулите навътре
    • Налягането на въздуха
    • Теглото на течността
    • Изпарението

    Отговор: Привличане на молекулите навътре

    Молекулите на повърхността са привличани от съседите си навътре в течността и повърхността се стреми да се свие.

  12. Как се изразява силата на повърхностното напрежение?
    • F = ma
    • F = ρgV
    • F = kx
    • F = σl

    Отговор: F = σl

    Силата е пропорционална на дължината на контура l, коефициентът е σ.

  13. Как се изменя капилярното покачване, ако течността има същото σ, но два пъти по-голяма плътност?
    • Нараства 2 пъти
    • Не се изменя
    • Намалява 2 пъти
    • Намалява 4 пъти

    Отговор: Намалява 2 пъти

    h = 2σ/(ρgr) е обратно пропорционално на плътността.

  14. Защо земеделците разрохкват почвата, за да запазят влагата в нея?
    • Почвата става по-тежка
    • Прекъсват се капилярите
    • Привлича се дъжд
    • Почвата се затопля

    Отговор: Прекъсват се капилярите

    По тънките капиляри в почвата водата се изкачва нагоре и се изпарява; разрохкването ги прекъсва.

  15. Как би се изменило капилярното покачване на водата на Луната, където g е около 6 пъти по-малко?
    • Нараства 6 пъти
    • Намалява 6 пъти
    • Не се изменя
    • Нараства 36 пъти

    Отговор: Нараства 6 пъти

    h = 2σ/(ρgr) е обратно пропорционално на g.