Явище змочування. Капілярність

Явище змочування. Капілярність

Цілі: з’ясувати суть явищ змочування й капілярності; ознайоми-ти учнів із застосуванням явищ змочування і незмочування в природі й техніці; розвивати в учнів допитливість, логічне мислення, уміння самостійно робити висновки, пізнавальний інтерес до вивчення фі-зики; виховувати почуття відповідальності за результати спільної роботи, уміння працювати в групах.

Обладнання: алюмінієва, мідна, скляна, парафінова пластин-ки, соняшникова олія, вода.

Тип уроку: урок удосконалення знань та формування вмінь розв’язувати вправи.

Хід уроку

I. Підготовчий етап (1–2 хв)

Повідомлення цілей і задач уроку.

II. Активізація розумової діяльності 

Капіляр (лат.) — волосяний; меніск (грец.) — місячний серп; флотація (англ.) — спливання.

III. Інформаційний блок 

Домашнім завданням учнів до цього уроку бу-ло підготувати презентацію за заданим переліком тем.

Презентація « Дослід Плато»

Уч и т е л ь. Ми звикли вважати, що рідини не мають власної форми. Це помилка. Форма будь-якої рі-дини — куля. Звичайно сила тяжіння заважає рі-дині набирати цієї форми. Рідина або розтікається тонким шаром, якщо немає посудини, або приймає форму посудини. Якщо ж рідина знаходиться все-редині рідини такої ж густини, то приймає звичай-ну кулеподібну форму.

Оливкова олія спливе на поверхню води, але потоне в спирті. Можна приготувати таку суміш води і спирту, в якій олія буде в стані рівноваги. Введемо за допомогою скляної трубки або шприца в суміш води й спирту кілька крапель олії: олія збе-реться в одну кулеподібну краплю, яка буде висіти нерухомо в рідині. Якщо пропустити через центр цієї кульки проволоку й обертати її, то ця масляна куля починає сплющуватися, а потім, через кілька секунд, від неї відділяється коло з маленьких куле-подібних краплинок олії.
Цей дослід уперше провів бельгійський фізик Ж. А. Плато.

 У гігантських масштабах це явище можна спо-стерігати в нашого Сонця, планет-гігантів. Обер­ таються ці небесні тіла навколо своєї осі дуже швид-ко. У результаті такого обертання вони сплюснуті на полюсах.

IV. Експериментальна задача

З обговоренням у групах (7 хв)

 1. Вивчення форми рідини у звичайних умовах

Прилади й матеріали: алюмінієва, мідна, скля-на, парафінова пластинки, соняшникова олія, вода.

Зміст і метод виконання. Будь-яка рідина, на яку не діє сила тяжіння, набирає своєї звичайної форми — кулеподібної: падаючи, краплі дощу на-бирають форму кульок. Дробинки — це крапельки свинцю, що захолов. Викривлену поверхню рідини називають меніском. Якщо вода потрапила на по-верхню, змащену жиром, вона утворює кулеподібні краплі, не змочує жир, а якщо потрапить на чисте скло, розтікається, змочує скло.

Результати внести в таблицю..

Досліджувана пара Схематичний Висно­

«рідина — тверде тіло» рисунок вок

Олія на алюмінієвій пластинці Олія на мідній пластинці Олія на скляній пластинці Олія на парафіновій пластинці Вода на алюмінієвій пластинці Вода на мідній пластинці Вода на скляній пластинці Вода на парафіновій пластинці

2. Презентація «Роль поверхневих явищ у природі»

Уч и т е л ь. Роль поверхневих явищ у природі різно-манітна. Наприклад, поверхнева плівка води для багатьох організмів є опорою при русі. Така опора руху зустрічається в дрібних комах, павукоподіб-них. Найбільш відомі водоміри, які спираються на воду тільки кінцівками широко розставлених лапок.

Лапка, вкрита воскоподібним нальотом, не змо-чується водою, поверхневий шар води прогинається під тиском лапки, утворюючи невелику заглибину. Подібним чином рухаються берегові павуки деяких видів, але їхні лапки розміщуються не паралельно до поверхні води, а під прямим кутом до неї.Деякі тварини, що живуть у воді, але не мають зябер, підвішуються знизу до поверхневої плівки води за допомогою незмочуваних щетинок, які ото-чують їхні органи дихання. Таким способом «ко-ристуються» личинки комарів (у тому числі й ма-лярійних).Пір’я і пух водоплавних птахів завжди щільно змащені жиром, який виділяється особливими за-лозами, що пояснює їхню незмочуваність. Товстий шар повітря, що знаходиться між пір’ям у таких птахів, не тільки захищає їх від втрати тепла, але й суттєво збільшує запас плавучості подібно до ря-тувального жилета.Воскоподібний наліт на листках перешкоджає потраплянню вологи в мікроканали, які виконують роль дихальних шляхів рослин. Таку ж водонепроникну функцію виконує вос-коподібний наліт у солом’яної покрівлі, копиці сіна.

3. Презентація «Капілярні явища в рослинному світі»

Уч и т е л ь. Більшість рослинних і тваринних тка-нин пронизана великою кількістю капілярів. Са-ме 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 тру-бочок, по яких поживні речовини піднімаються до найвищих листочків. Коренева система рослин закінчується найтоншими капілярами-ниточками.Ісам ґрунт — джерело живлення для кореня — можна уявити як сукупність капілярних трубочок, по яких залежно від структури й обробки швидше або повільніше піднімається до поверхні вода з роз-чиненими 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 — трам-бувати.

4. Презентація «Кровоносні судини»

Уч и т е л ь. Усе тіло людини пронизують кровоносні судини. За будовою вони не однакові. Артерії — це судини, по яких 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 щіль-ності і пружності стінки артерії витримують цей тиск і розтягуються.

Чим більша відстань від серця, тим менший діаметр артерій. Маленькі артерії розпадаються на капіляри. Їхні стінки утворені одним шаром плоских клітин. Крізь стінки капілярів речовини, розчинені в плазмі крові, проходять у тканинну рідину, а з неї потрапляють у клітини. Продукти життєдіяльності клітин проникають крізь стінки капілярів із тканинної рідини в кров. В організмі людини приблизно 150 млрд капілярів. Якщо всі капіляри розмістити в одну лінію, то нею можна оперезати земну кулю два з половиною рази. Кров із капілярів збирається у венах — судинах, по яких кров рухається до серця. Тиск у венах невеликий, стінки тонші за стінки артерій.

V. Перевірка знань і вмінь учнів 

Частина учнів виконує тестові завдання на ПК, інші учні працюють у групах.

1. Загадка: «Їду, їду — нема сліду» (плавання по воді). Чому на воді не залишається сліду? (На молекули води на поверхні рідини діють сили поверхневого натягу. У результаті їхньої дії поверхня рідини вирівнюється.)

2. Середній діаметр альвеол — приблизно 0,1 мм, а товщина стінок — 0,4 мкм. Загальна по-верхня альвеол у легенях людини становить близько 90 м2. Визначити енергію поверхневого натягу для однієї альвеоли. Оцінити сили поверхневого натягу, які діють у легенях людини

3. Які розміри повинні мати капіляри, щоб під-няти воду на висоту 30 м — висоту середньої сосни? Яку роботу при цьому виконують сили поверхневого натягу?

4. Визначити висоту, на яку під дією сил поверх-невого натягу піднімається вода в стеблі рос-лини, діаметр капілярів якої 0,2 мм. Чи можна вважати капілярність єдиною причиною підйо-му води по стеблу рослини?

5. Приказка: «Упадеш у воду — сухим не ви-йдеш». Чому людина не виходить із води су-хою? Що треба зробити, щоб шкіра у воді не намокла? (Вода гарно змочує шкіру. Щоб вода не змочувала шкіру, її необхідно натерти речо­ виною, яка не змочується водою.)

6. Приказка: «Як з гусака вода». Чому вода з гуса-ка скочується? (Гусак, як і більшість водоплавних птахів, за допомогою дзьо­ ба змащує своє пір’я жи­ ром, який виділяють осо­ бливі залози, тому пір’я не змочується водою.)

7. Як пояснити миючу властивість мила?

8. Яку роль у житті рослин відіграє восковий на-літ на поверхні листя?

9. Як пояснити водонепроникність солом’яної по-крівлі?

VI. Підсумок уроку 

Уч и т е л ь. При вивченні природних явищ, поведінки тварин і людини можна знайти багато практичних і цікавих явищ. Сьогодні на уроці ми розглянули лише декілька. Ця тема широка й значима, інтерес до неї завжди великий, і, звичайно, за один урок пізнати все неможливо. Можливо, у вас з’явить­ ся інтерес і ви з книг або за допомогою комп’юте-ра захочете знайти ще якісь відповіді на свої питання.

VII. Домашнє завдання 

Опрацювати відповідні параграфи підручника, підготувати повідомлення «Практичне використан-ня явищ змочування та капілярності в народному господарстві».