Šķidruma virskārtas īpašības. Virsmas spraigums.

P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 47.-49. lpp.

http://twistedsifter.com/2014/10/the-shirk-report-volume-285/

Molekulu sakārtojums šķidrumā• tuvā kārtība: molekulas grupējas cita pie citas,

veidojot pseidokodolus;• attālumu starp pseidokodoliem ir lielāki kā

starp molekulām pseidokodolā;• molekulas svārstās ap līdzsvara stāvokli

pseidokodolā un pārlec no viena pseidokodolu uz citu.

http://www.digitallibrary.us/2014/08/15-water.html

Šķidruma brīvā virsma

• par šķidruma brīvo virsmu sauc šķidruma un apkārtējās virsmas robežvirsmu;

• uz molekulām šķidruma iekšienē iedarbojas šai molekulai apkārt esošās šķidruma molekulas; to spēki kompensējas;

http://petersen.chem.cornell.edu/publications.html

Šķidruma brīvā virsma

• šķidruma virskārtas molekulas no apakšpuses mijiedarbojas ar šķidruma molekulām, bet no virspuses – ar šķidruma tvaika vai gaisa molekulām;

• gāzveida vielās molekulu koncentrācija ir stipri mazāka nekā šķidrumā;

http://petersen.chem.cornell.edu/publications.html

Šķidruma brīvā virsma

• mijiedarbības spēks no gāzes molekulām ir mazāks kā no ūdens molekulām;

• rezultējošais spēks vērsts uz šķidruma iekšieni;

• virsmas molekulas tiek vilktas uz šķidruma iekšieni;

• šķidruma virsma atrodas saspriegtā stāvoklī

http://petersen.chem.cornell.edu/publications.html

http://www.r14vmvs.lv/nordplus/physics/spraigums_lv.pdf

Enerģija un spēks ūdens virsmā

• molekulu mijiedarbība šidruma virsmai piešķir papildus potenciālo enerģiju Wp - šķidruma virsmas enerģiju U;

• spēku, kas nospriego šķidruma virsmu, sauc par šķidruma virsmas spraiguma spēku F;

Enerģija un spēks ūdens virsmā

• darbojoties virsmas spraiguma spēkam, šķidruma virsma izturas līdzīgi elastīgai pēvītei un spēj noturēt vieglus priekšmetus:

http://genius.com/Cynthia-zarin-field-guide-annotated#note-1707654

http://www.dedoimedo.com/physics/cornflour .html

http://giphy.com/search/jesus-lizard

Enerģija un spēks ūdens virsmā• Dabā ķermeņu sistēma cenšas ieņemt tādu stāvokli,

lai tās potenciālā enerģija būtu minimāla – šķidruma virsmai Wp vismazākā, ja brīvās virsmas laukums S ir vismazākais.

• Ūdens veido pilienus virsmas spraiguma dēļ:

https://en.wikipedia.org/wiki/Effect_of_spaceflight_on_the_human_body

Kosmosāhttp://www.wired.com/2011/08/how-fast-is-falling-rain/ Gaisā

http://fallenangel2016.deviantart.com/art/Rain-drops-in-Fall-270744792

Uz virsmas

Šķidruma virsmas spraiguma koeficients

• Virsmas spraiguma koeficients (sigma) Ϭraksturo šķidruma virsmas īpašību sarauties, un to var izteikt ar spēku F, kas darbojas uz šķidruma virsmas garuma vienību l. Mērvienība: N/m.

– virsmas spraiguma ϬkoeficientsF – spēksl – šķidruma virsmas garums

https://www.youtube.com/watch?v=YdneSMKObls (skatīt no 6:06 minūtes)

Šķidruma virsmas spraigumu ietekmē

• šķidruma temperatūra (pieaugot temperatūrai, spraigums samazinās)

• piejaukumi– sāls, cukurs u.c. – palielina ,Ϭ– ziepes, mazgāšanas līdzekļi – samazina .Ϭ

https://www.youtube.com/watch?v=X4vA3Agdd6A

Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 28. lpp.

Samazinās, jo samazinās kopējais virsmas laukums.

Virsmas spraiguma spēks darbojas tā, lai samazinātu ūdens virsmas laukumu – veidojas pilieni.

Mitras smiltis satur ūdeni. Ūdens molekulas mijiedarbojas, veidojas spēki, kas var saturēt kopā smalkos smilšu graudiņus – virsmas spraiguma spēks.

Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 28. lpp.

Atkaīgs no ūdens daudzuma – mazāks daudzums veidos atsevišķus pilienus, lielāks – pilieni savienosies, veidojot plēvīti.

10 oC ūdens masa būs lielāka, jo zemākā temperatūrā ir mazāks virsmas spraiguma spēks, tāpēc katra piliena masa ir lielāka (F=mg kompensē F= L.)Ϭ

Atšķirsies – jo zemāka temperatūra, jo lielāka būs 50 zāļu pilienu masa. Skaidrojumu skat. iepriekšējā uzdevumā.

Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 28. lpp.

Plēvīte sarausies tuvāk rāmīša malām, atvērums palielināsies, jo šķidruma virsmas spraiguma spēks vērsts uz šķidruma iekšpusi, tas tiecas samazināt virsmas laukumu.

Diegs tiks atvilkts uz kreiso pusi, jo ziepjūdens plēvītei virsmas spraiguma spēka ietekmē samazināsies virsmas laukums.

(skatīt video no 6:06 minūteshttps://www.youtube.com/watch?v=YdneSMKObls )

Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 28. lpp.

DotsL = 3 cm = 0,03 m

d = 1 cm

F0 = ?A = ?

F = LϬ

Plēvītei ir 2 slapinošās virsmas (augšā un apakšā), tāpēc

= 0,04 ·2 · 0,03 =0,0024 N

A = Fd

= 0,01 m

Fb = 1,6 mN = 1,6·10-3 N F0 = 2LϬ= 0,04 N/mϬ = 2,4·10-3 N =2,4 mN

F=F0+Fb =2,4·10-3+1,6·10-3= 4,0·10-3N

=4,0·10-3·1·10-2

=4,0·10-5J =40ϻJ

Papildus informācijas avoti:• http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/8-klase/ko-macas-fizika-5396/re-62eeabfb-1641-4198-ac64-db1b76aa5b25

• http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/11-klase/vielu-fizikalas-ipasibas-7363/re-

98f1f1c2-23ac-47a8-ba39-a86406e2b7c8 • http://www.r14vmvs.lv/nordplus/physics/spraigums_lv.pdf • http://www.ulbrokas-vsk.lv/diski/Physicon/Open%20Physics%202.5.%20Part

%201/content/chapter3/section/paragraph5/theory.html • https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/vielu_fizikalas_ipasibas/skidrums/

• Поверхностное натяжение http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/undefined/poverhnostnoe-natyazhenie

Videostundas krievu valodā:

JAUTĀJUMI?