Skysčiai

Tema	Fizika
Tipas	Laboratorinis darbas
Aprašymas	Dujų molekulės viena nuo kitos nutolusios daug kartų daugiau negu skysčiuose. Todėl skysčiuose tarp molekulių nuolatos egzistuoja sąveikos jėgos, o dujose sąveikos jėgos pasireiškia molekulių susidūrimo metu. Skysčių molekulių išsidėstyme - nedideliame tūryje - galime įžiūrėti kažką panašaus į kristalinę "gardelę". Tiesa, "gardelėse" molekulės ilgai neišsilaiko, kadangi jos dažnai peršoka iš vienos "gardelės" į kitą.
Patalpinta	2005-08-28
Parsisiuntė	1011
	Parsisiųsti30 KB

Išsamus aprašymas

Todėl sakoma, kad skysčiai turi kristalinės sandaros pradą - juose yra tik artimoji molekulių išsidėstymo tvarka. Dujose tokių reiškinių neaptinkama.
Skysčio molekulės virpa, o dujų chaotiškai juda. Kadangi tarp skysčio molekulių nuolatos pasireiškia sąveikos jėgos, tai skysčiai yra klampūs, įgauna paviršiaus įtempimo jėgą, stengiasi užimti rutulio formą, įgija skysčio paviršiaus įtempimo koeficientą, kai kurie skysčiai drėkina kitų kūnų paviršių. Dujos neturi šių savybių. Dujos yra labai spūdžios, o skysčiai nespūdūs. Ši skysčio savybė panaudojama hidrauliniuose mechanizmuose. Skysčiai normaliomis sąlygomis turi ir dujų, ir kietojo kūno savybių, ir savitų, tik jiems būdingų savybių. Dujos ir skysčiai panašūs tuo, kad neturi formos ir įgyja indo, kuriame jie yra, formą.

2. Skysčio paviršiaus įtempimo jėgos atsiradimas molekulinis aiškinimas

Paviršiaus įtempimo jėga vadiname jėgą, kuri veikia išilgai skysčio paviršiaus statmenai linijai, ribojančiai šį paviršių, bei stengiasi sumažinti jį iki minimumo. F/ l - skysčio paviršiaus įtempimo koeficientas F - skysčio paviršiaus įtempimo jėga l - paviršių ribojančios linijos ilgis.
Skysčio paviršiaus įtempimo jėga atsiranda, kadangi skysčio viduje traukos jėgos, kuriomis vieną molekulę veikia gretimos molekulės, konpensuojasi. Kiekvieną paviršiaus molekulę traukia skysčio viduje esančios molekulės, nes išorėje nėra molekulių, galinčių tas jėgas atsverti
(virš skysčio paviršiaus esantys esantys garų ir oro traukos galime nepaisyti). Traukos jėgų
veikiamos paviršiaus molekulės grimsta į skystį ir paviršiuje esančių molekulių skaičius mažėja tol, kol skysčio laisvasis paviršius šiomis sąlygomis pasidaro minimalus. Dėl paviršiaus įtempimo maži tankūs kūnai, pavyzdžiui, adatos ar vabzdžiai, gali plūduriuoti vandenyje.

3. Kodėl skysčiai "stengiasi" užimti rutulio formą?

Kadangi skysčio dalelės lengvai slenka mažiausios jėgos veikiamos, tai skysčio pusiausvira gali susidaryti tik tuo atveju, kai jo paviršius bus statmenas į veikiančią jėgą. Iš tikrųjų, jei kurią nors akimirką jėga F (dalelės A svoris) veikia kampu į skysčio paviršius, tai šią jėgą F galime išskaidyti į dvi sudaromasias: vieną statmeną į paviršių - normalinę sudaromąją F1 ; antrą - paviršiaus liestinę - tangentinę sudaromąją F2 . Normalinė sudaromoji negali sukelti skysčio dalelių pasislinkimo, nes nukreipia į erdvę, pripildytą kitų dalelių. Tangentinė sudaromoji, kad ir kokia maža ji būtų, sukels dalelių slinkimą paviršiumi, ir dėl to tuojau pakitės paviršius. Šis kitimas vyks tol, kol išnyks tangentinė sudaromoji, tai yra, kol skysčio paviršius nenusistovės statmenai veikiančiąją jėgą. Dideliuose rezervuaruose, dideliuose ežeruose, jūrose, vandenynuose vandens paviršius pasirodo esąs išgaubtas; jis yra rutulio arba, tiksliau, geoido formos, tai yra paviršiaus, visuose taškuose statmeno į šiose vietose veikiančias žemės traukos jėgas.

4. Skysčio paviršiaus įtempimo koeficientas ir jo matavimo būdai, vienu iš jų atlikti eksperimentinę užduotį

Skysčio paviršiaus įtempimo koeficientu vadinama, jėgos F, kuria skysčio paviršius veikia kontūrą (tai yra ta vieta, kur kietas kūnas susiliečia su skysčiu), santykis su to kontūro ilgiu l .
Skysčio paviršiaus įtempimo koeficientas žymimas raide sigma , vienetas N/m . Eksperimentais nustatyta, kad skysčio paviršiaus įtempimo koeficientas priklauso nuo temperatūros: temperatūrai kylant skysčio paviršiaus įtempimas mažėja.

Matavimo būdai:

1. Naudojant formulę F/ l galime surasti paviršiaus įtempimo koeficientą.
Priemonės: 1) jautrus dinamometras; 2) platus indas; 3) skersinėlis; 4) tiriamasis skystis.
Darbo eiga:
Skysčio paviršiaus įtempimo jėgą F galime išmatuoti jautriu dinamometru, atplėšiant skersinėlį nuo skysčio paviršiaus. Tą jėgą padalija iš skersinėlio ilgio l, rasime tiriamojo skysčio paviršiaus įtempimo koeficientą.

2. Naudojant formulę h=2/rgģ , kur h - skysčio pakilimo aukštis kapiliare, r - kapiliaro spindulys, g - 9.8N/kg, - skysčio paviršiaus įtempimo koeficientas, ģ - skysčio tankis, galime padaryti laboratorinį darbą.
Priemonės: 1) platus stiklinis indas; 2) kapiliarinis vamzdelis; 3) stovas su veidrodine skale;
4) adata; 5) mikrometras; 6) tiriamasis skystis.
Darbo pagrindas: formulė h=2/rgģ
Darbo planas: reikia išmatuoti skysčio pakilimo aukštį kapiliare ir kapiliaro skersmenį.
Darbo eiga:
1. Įpilkite į indą vandens (arba kitokio stiklą šlapinančio skysčio).
2. Įstatykite į skystį kapiliarinį vamzdelį, prieš tai jo vidinį paviršių suvilgę tiriamuoju skysčiu.
3. Pridėkite veidrodinę skalę prie indo ir išmatuokite, koks menisko apatinės dalies aukštis kapiliare, imdami nuo plačiojo indo skysčio paviršiaus.
4. Kapiliarinio vamzdelio skersmeniui nustatyti įkiškite į jį adatą, pažymėkite vietą, iki kurios adata įlindo į vamzdelį, ir mikrometru išmatuokite jos skersmenį pažymėtoje vietoje.
5. Iš formulės apskaičiuokite.
6. Galima dar pakartoti ir paimti vidurkį.

3. Apskaičiujant skysčio paviršiaus įtempimo koeficientą naudojamės paviršiaus įtempimo jėgos ir paviršinio sluoksnio ilgio sąryšiu F=l
Priemonės: 1) svarstyklės su svarsčių rinkiniu; 2) stovas; 3) indas; 4) tiriamasis skystis; 5) liniuotė; 6) viela; 7) siūlas; 8) smėlis; 9) popieriaus lapas.
Darbo eiga:
1. Pritvirtinkite svarstykles prie laboratorinio stovo laikiklio.
2. Liniuote išmatuoti vielos ilgį.
3. Prie vienos svarstyklių lėkštelės pririškite siūlą, ant kurio pakabinta vielelė, o į antrą lėkštelę berkite smėlį tol, kol lėkštelės taps pusiausviros.
4. Pasistenkite vielą išlaikyti horizantalioje padėtyje.
5. Pastatyti po svarstyklių lėkštele indą su tiriamuoju skysčiu taip, kad skysčio paviršius būtų nutolęs 1-2cm.
6. Lėtai nuleisti vielą žemyn, kad ji, paliestų skysčio paviršių.
7. Atsargiai berkite smėlį į lėkštelę, kol viela atitruks nuo skysčio paviršiaus.
8. Nusausinkite vielą ir išlyginti svarstykles svarsčiais.
9. Smėlio masę m nustatyti trukdo įvairūs faktoriai (nevienalaikiai vielos atitrūkimai nuo kysčio paviršiaus, svarstyklių svirties svyravimas ir kt.), dėl kurių gaunamos skirtingos m vertės. Tuomet reikia atlikti keletą bandymų ir rasti vidutinę m vertę:
mvid =m1 + m2 +m3 +... / n

Raktiniai žodžiai

• skysčiai
• skysciai
• skyscio pavirsiaus itempimo koeficientas