Урок "Властивості рідин."

План-конспект уроку

Тема: Властивості рідин.

Мета: Ознайомити з внутрішньою будовою рідини, вивчити властивості рідин, навчитися розв’язувати задачі; розкрити практичний характер властивостей рідин, сферу їх використання; відобразити екологічний аспект даного питання;

 розвивати інтерес до вивчення фізики, активність, ініціативність;

  виховувати уважність, дисциплінованість.

Обладнання:  мультимедія, штатив установку, вода, склянки, сполучені посудини, збірники.

Хід заняття

1. Організаційний момент

2.  Актуалізація опорних знань (усне фронтальне опитування)

-  як розшифрувати абревіатуру МКТ?

- МКТ – це розділ, …

-  що ми можемо дізнатися при вивченні цього розділу?

- сформулювати основні положення;

- які ви знаєте дослідні підтвердження ?

- привести приклади;

- скільки частинок О₂ міститься в 1 молі?

- скільки частинок N₂ міститься в 1 молі?

-  яка фізична величина вимірюється в молях?

- що означає 1 моль;

- що називається молярною масою речовини?

- як її визначити?

- який порядок розташування частинок у твердих тілах?

      3. Вивчення нового матеріалу(використовується презентація).

 Рідина – це речовина , що складається з молекул, відстані між якими такі,що сили взаємного притягання досить великі. Рідина займає проміжне  положення між газами та твердими тілами,тому вона має властивості і газів і твердих тіл. Зокрема, давайте подивимося на слайд (рідина має ближній порядок частинок, а кристалізоване тверде тіло – дальній порядок частинок).

Перейдемо до властивостей рідин.

1.  Рідина приймає форму посудини (провести дослід налити води у стакан та сполучені посудини. Зробити висновок.).
2.  Рідина має сталий об’єм – це зумовлено тим,  що молекули так щільно розміщуються між собою, що ще зменшити відстань практично неможливо.
3.  В’язкість  - властивість рідких тіл чинити  опір переміщенню їх частин відносно інших.
4.  Осмос - проникнення часток речовини через пористі перегородки (використання фільтрів на виробництві, медицині).
5.  Текучість рідини виникає внаслідок того, що молекула час від часу стрибком переміщується у нове положення, що декілька разів більше за розміри самої молекули.
6.  Теплопровідність – виникає внаслідок руху шарів рідини, що мають різну температуру. Приклад: опаленні, перемішування холодної та гарячої рідин.
7.  Дифузія – явище проникнення часток однієї речовини між частками іншої (розчинення рідин, забарвлення рідин).

8) Рідина розщеплює тверді тіла ( розчинення солі, соди, цукру і т.д.).

9) Змочування, не змочування.

       Рідина, яка розтікається по твердому тілу , називається змочуючою дане тверде тіло. При цьому рівнодіюча сил притягання молекул на межі зіткнення з молекулами рідини менша ніж  з молекулами твердого тіла.Рідина, котра не розтікається, а  стискується  міжмолекулярними силами в краплі, називається незмочуючою дане тверде тіло. Рівнодіюча сила притягання молекул на межі зіткнення з молекулами рідини більша, ніж з молекулами твердого тіла.

             Q- крайовий кут

           при повному змочуванні Q = 0

            при повному змочуванні Q = π

            Застосування в природі. Піря і пух водоплаваючих птахів завжди щільно змазане жиром, що виділяється особливими залозами, що пояснює їх незмочуваність. Товстий шар повітря, що знаходиться між пірям у таких птахів, не тільки захищає їх від втрати тепла, але й суттєво збільшує запас плавучості, подібно до рятувального жилета.

       Воскоподібний наліт на листках перешкоджає попаданню вологи в мікро канали, які виконують роль дихальних шляхів рослин. Таку ж водонепроникну функцію виконує воскоподібний наліт у соломяної покрівлі, копиці сіна.

10) Поверхневий натяг.

Молекули рідини, що знаходяться на її поверхні,притягуються молекулами, які є всередині рідини. Притягання молекул пари, які знаходяться над поверхнею є мізерно малим. Під впливом рівнодіючої сили притягання молекули поверхневого шару втягуються всередину рідини, число молекул на поверхні зменшується і площа поверхні скорочується. На поверхні залишається така кількість молекул, при якій її площа виявляється мінімальною для даного об’єму рідини.

    Сила поверхневого натягу - це сила, яка діє на межі стикання рідини з твердим тілом перпендикулярно межі по дотичній до поверхні.

     Поверхневий натяг – величина, що визначення відношення модуля сили поверхневого натягу до довжини межі поверхні плівки:

- на кожен метр довжини лінії, що обмежує поверхню, на якій діє сила поверхневого натягу, діє сила 1Н.

     Енергія поверхневого шару рідини:

W=σ·S

Цікаві факти : коефіцієнти поверхневого натягу деяких рідин:

                              вода = 7,2·10^-2 Н/м;             ртуть = 47 ·10^-2 Н/м;

 мильний розчин = 4 ·10^-2 Н/м;    кров = 60 ·10^-2 Н/м.

Задача №1: Розв’язування експерементальної задачі(система-капіляр,вода, лінійка). Для проведення експерименту до установки визиваються 2 студенти, які вимірюють радіус капіляра, заливають вода та рахують кількість краплин в заданому об’ємі, записують умову задачі.

      Дано:                            Розв´язок:

В момент відриву краплі:

Fпн=Fто, так як сила поверхневого натягу визначається за формулою:  Fпн= σ· Ɩ =σπR,

а сила тяжіння:

2σπR =

                                 Звідси = = = 0,075

 Давайте оцінемо результати:

                                           .

Відповідь: 0,075 , 2,7%

Застосування в природі. Роль поверхневих явищу природі різноманітна. Наприклад, поверхнева плівка води для багатьох організмів є опорою при русі. Така опора руху зустрічається у дрібних комах, павукоподібних. Найбільш відомі водоміри, які опираються на воду тільки кінцівками широко розставлених лапок.

     Лапка, покрита воскоподібним нальотом, не змочується водою, поверхневий шар води прогинається під тиском лапки, утворюючи невелику заглибину. Подібним чином рухаються берегові павуки деяких видів, але їх лапки розміщуються не паралельно до поверхні води, а під прямим кутом до неї.

Деякі тварини, що живуть у воді, але не мають зябра, підвішуються знизу до поверхневої плівки води за допомогою не змочуваних щетинок, які оточують їх органи дихання. Таким способом «користуються» личинки комарів ( у тому числі і малярійних).

   11) Капілярні явища – підняття стовпа рідини вздовж капіляра. Капіляр – трубка сферична, що має малий радіус. Розглянемо процес підняття рідини вздовж капіляра (відео «Капіляри»). Який висновок? Покажемо це:

Стовп рідини зупиняється при виконанні умови:

Fт = Fпн, де

Fт = m·g = ρ·V·g = ρ·S·h·g = ρ·π·R²·h·g

Fпн = σ·Ɩ = σ·2π·R

ρ·π·R²·h·g = σ·2π·R

Капілярні явища у рослинному світі.

           Капілярні явища у рослинному світі. Більшість рослинних і тваринних тканин пронизано великою кількістю капілярів. Саме в капілярах відбуваються основні процеси, пов’язані з диханням і живленням організму, уся складна хімія життя тісно пов’язана з дифузними явищами. Стовбури дерев, гілки та стебла рослин пронизані величезною кількістю капілярних трубочок, по яких поживні речовини піднімаються до найвищих листочків. Коренева система рослин закінчується найтоншими капілярами-ниточками. І сам ґрунт, джерело живлення для кореня, можна уявити як сукупність капілярних трубочок, по яких в залежності від структури і обробки швидше або повільніше піднімається до поверхні вода з розчиненими в ній речовинами. Висота підйому рідини в капілярах тим більша, чим більший його діаметр. Звідси робимо висновок, що для збереження вологи ґрунт треба перекопувати, а для осушення - трамбувати.

Кровоносні судини.

       Усе тіло людини пронизують кровоносні судини. За будовою вони не однакові. Артерії це судини, по яким рухається кров від серця. Вони мають пружні еластичні стінки, до складу яких входять гладкі м’язи.

      Скорочуючись, серце викидає в артерію кров під великим тиском. Завдяки щільності і пружності стінки артерії витримують цей тиск і розтягуються.

      Чим більша відстань від серця, тим діаметр артерій зменшується. Маленькі артерії розпадаються на капіляри. Їх стінки утворені одним шаром плоских клітин. Крізь стінки капілярів речовини, розчинені в плазмі крові, проходять в тканинну рідину, а з неї попадають в клітини. Продукти життєдіяльності клітин проникають крізь стінки капілярів з тканинної рідини у кров. В організмі людини приблизно 150 млрд. капілярів. Якщо усі капіляри розмістити в одну лінію, тонею можна охопити земну кулю два з половиною рази. Кров з капілярів збирається у венах - судин, по яких кров рухається до серця. Тиск у венах невеликий, стінки тонші за стінки артерій.

    Кожен бронх закінчується мікроскопічними пухирцями (альвеолами), оточеними густою сіткою кровоносних судин. Альвеоли, кількість яких у дорослої людини нараховується біля 300 мільйонів. Представляють собою бульбашки, наповнені повітрям. Середній діаметр альвеол - приблизно 0,1 мм, а товщина стінок 0,4 мкм. Загальна поверхня альвеол в легенях людини становить біля 90 мІ.

     Визначити енергію поверхневого натягу для однієї альвеоли. Оцінити сили поверхневого натягу , які діють в легенях людини. (0, 57 мкДж, 23 мкН)

Задача№2: Які розміри повинні мати капіляри, щоб підняти воду на висоту 30м- висота середньої сосни.

Дано:                     Розв’язок:

Висота підняття рідини у капілярі: .

Тоді          h·ρ·q·R=2σ.

Звідси.

Відповідь:4,9∙10^-7м.
 

Задача №3(із збірника на самостійне опрацювання №5С7): Рідина, що має поверхневий натяг 0,07Н/м, піднімається на висоту 13,5мм у капілярі з внутрішнім діаметром 2мм. Яку густину має ця рідина? Змочування вважати повним.

4. Отже на уроці ми вивчили властивості рідин в залежності від внутрішньої будови. Давайте повторимо( опитування. Кому яка властивість найбільш запам’яталася).

Давайте підведення підсумки(виставлення оцінок).

5. Домашнє завдання №5Д6; 5С5