1. дайте определение коэффициента поверхностного натяжения
(силовое и энергетическое). получите его размерность.
2. где возникают силы поверхностного натяжения? качественно
объясните их возникновение. как они направлены?
примеры. (лит.1,§66)
3. от каких факторов зависит коэффициент поверхностного
натяжения?
4. что такое поверхностно-активные вещества? примеры их
применения. (лит.1,§66)
5. качественно объясните зависимость коэффициента поверхностного
натяжения от температуры. что такое критическая температура?
6. объясните, почему при отсутствии внешних сил форма капель
жидкости – сферическая?
7. расскажите о методе определения коэффициента поверхностного
натяжения в данной работе. получите формулу (1). каковы
недостатки этого метода?
8. расскажите о явлении смачивания. примеры. (лит.1,§67)
9. что такое капиллярные явления? объясните явление подъема
жидкости в капиллярах при условии смачивания. чем определяется
высота подъема? (лит.1,§69)
10.как определить абсолютную и относительную погрешности
определения среднего значения σ?
Силовое определение: γ = F / l, где γ - коэффициент поверхностного натяжения, F - сила, действующая на границе раздела двух фаз, l - длина этой границы.
Энергетическое определение: γ = ΔE / ΔS, где γ - коэффициент поверхностного натяжения, ΔE - изменение потенциальной энергии системы при увеличении площади поверхности на ΔS.
Размерность коэффициента поверхностного натяжения - Н/м (ньютон на метр).
2. Силы поверхностного натяжения возникают на границах раздела двух фаз, например, жидкость-газ, жидкость-твёрдое тело или разные жидкости. Они направлены по касательной к поверхности раздела двух фаз, внутрь жидкости или вовне, и их направление зависит от соотношения сил поверхностного натяжения между разными фазами.
Примеры сил поверхностного натяжения в быту: капли воды на поверхности стола, подъем воды по капилляру, способность жидкости образовывать капли и пузырьки.
3. Коэффициент поверхностного натяжения зависит от нескольких факторов:
- Состав вещества: свойства и взаимодействия молекул вещества.
- Температура: обычно с увеличением температуры коэффициент поверхностного натяжения уменьшается.
- Давление: незначительно влияет на коэффициент поверхностного натяжения.
- Примеси: наличие примесей, особенно поверхностно-активных веществ, может сильно изменять коэффициент поверхностного натяжения.
4. Поверхностно-активные вещества - это вещества, способные изменять поверхностные свойства жидкости. Они накапливаются на поверхности жидкости и снижают её коэффициент поверхностного натяжения. Примеры поверхностно-активных веществ: мыльные растворы, детергенты, смазки, кондиционеры для волос. Они используются в быту, промышленности и медицине для улучшения смачиваемости, эмульгирования, пенообразования и снижения трения.
5. Коэффициент поверхностного натяжения обычно уменьшается с увеличением температуры. Это связано с тем, что при повышенной температуре молекулы обладают большей энергией и более активно двигаются, что приводит к снижению сил притяжения между ними. Критическая температура - это температура, при которой достигается точка, ниже которой вещество находится в жидком состоянии, а выше - в газовом состоянии, независимо от давления.
6. При отсутствии внешних сил форма капли жидкости обычно является сферической в силу действия поверхностного натяжения. Внутри капли давление больше, чем на её поверхности, и это приводит к сжатию капли в направлении наименьшей поверхности - сферы. Таким образом, сферическая форма капли минимизирует её поверхностную энергию.
7. В данной работе коэффициент поверхностного натяжения может быть определен по методу подтекания жидкости через капилляр. Формула для определения коэффициента поверхностного натяжения в этом методе: γ = h * ρ * g / r, где γ - коэффициент поверхностного натяжения, h - высота подъема жидкости в капилляре, ρ - плотность жидкости, g - ускорение свободного падения, r - радиус капилляра.
Недостатки этого метода: результирующий коэффициент поверхностного натяжения может быть непредсказуемо искажен из-за различных факторов, таких как вязкость жидкости, контактное углубление жидкости внутри капилляра и другие.
8. Смачивание - это явление, при котором жидкость распространяется равномерно по поверхности твердого тела, образуя тонкий слой. Примеры смачивания: падение капель дождя на стекло, расплывание капель воды на белом хлопковом полотенце.
9. Капиллярные явления - это явления, связанные с подъемом или опусканием жидкости в узком канале, называемом капилляром. Явление подъема жидкости в капилляре при условии смачивания обусловлено силами поверхностного натяжения и адгезией между молекулами жидкости и твердого тела. Высота подъема определяется радиусом капилляра и углом смачивания между жидкостью и поверхностью капилляра.
10. Абсолютная погрешность определения среднего значения σ - это разница между измеренным значением и точным значением величины. Она определяется как |σ - σ_эксп|, где σ - точное значение величины, σ_эксп - измеренное значение величины.
Относительная погрешность определения среднего значения σ - это абсолютная погрешность, выраженная в процентах от точного значения. Она определяется как |(σ - σ_эксп) / σ| * 100%.
Для определения абсолютной и относительной погрешности определения среднего значения необходимо знать точное значение величины и сравнить его с измеренным значением.