Tất cả các câu trả lời dành cho chúng ta sẽ nằm trong nội dung bài học ngày hôm nay. Mời các em cùng nhau tìm hiểu nội dung của Bài 37: Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng
Chọc thủng màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ ta thấy vòng dây chỉ được căng tròn.
Hiện tượng cho thấy trên bề mặt màng xà phòng đã có các lực nằm tiếp tuyến với bề mặt màng và kéo nó căng đều theo mọi phương vuông góc với vòng dây chỉ.
Những lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng bề mặt chất lỏng.
Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng xảy ra ở mọi chất lỏng, sự hình thành lực căng bề mặt chất lỏng là do lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng.
Bên trong lòng chất lỏng các phân tử chất lỏng ở cạnh nhau theo mọi hướng nên lực tương tác giữa các phân tử chất lỏng bị chia nhỏ cho các phân tử chất lỏng xung quanh.
Đối với các phân tử chất lỏng ở bề mặt, do các phân tử chất lỏng xung quanh bị ít đi nên lực liên kết giữa các phân tử chất lỏng không bị chia quá nhỏ cho các phân tử chất lỏng xung quanh từ đó hình thành nên lực căng bề mặt của chất lỏng giữ cho mặt chất lỏng luôn "căng".
Lực liên kết giữa các phân tử tại bề mặt chất lỏng lớn hơn lực liên kết giữa các phân tử bên trong lòng chất lỏng, từ đó hình thành nên lực căng bề mặt của chất lỏng
Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt của chất lỏng và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ dài của đoạn đường đó : \(F=\sigma .l\).
Trong đó:
F: lực căng bề mặt chất lỏng (N)
\(\sigma\): hệ số căng bề mặt của chất lỏng (N/m)
\(l\): độ dài đường giới hạn bề mặt chất lỏng (m)
Hệ số \(\sigma\) phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng : \(\sigma\) giảm khi nhiệt độ tăng.
Lực căng mặt ngoài tác dụng lên vòng chỉ trong thí nghiệm: \(F_c=\sigma .2\pi d\)
Với d là đường kính của vòng dây, \(\pi d\) là chu vi của vòng dây. Vì màng xà phòng có hai mặt trên và dưới phải nhân đôi.
Xác định hệ số căng mặt ngoài bằng thí nghiệm :
Số chỉ của lực kế khi bắt đầu nâng được vòng nhôm lên : \(F=F_c+P\Rightarrow F_c=F-P\)
Mà \(F_c=\sigma .\pi \left (D+d \right )\) ⇒ \(\sigma =\frac{F_c}{\pi \left (D+d \right )}\)
Giọt nước nhỏ lên bản thuỷ tinh sẽ bị lan rộng ra thành một hình dạng bất kỳ, vì nước dính ướt thuỷ tinh.
Giọt nước nhỏ lên bản thuỷ tinh phủ một lớp nilon sẽ vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực, vì nước không dính ướt với nilon.
Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lỏm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt.
So sánh hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt
Hiện tượng mặt vật rắn bị dính ướt chất lỏng được ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp “tuyển nổi”.
Nhúng các ống thuỷ tinh có đường kính trong nhỏ vào trong chất lỏng ta thấy :
.
Nếu thành ống bị dính ướt, mức chất lỏng bên trong ống sẽ dâng cao hơn bề mặt chất lỏng ở ngoài ống và bề mặt chất lỏng trong ống có dạng mặt khum lỏm.
Nếu thành ống không bị dính ướt, mức chất lỏng bên trong ống sẽ hạ thấp hơn bề mặt chất lỏng ở ngoài ống và bề mặt chất lỏng trong ống có dạng mặt khum lồi.
Nếu có đường kính trong càng nhỏ, thì mức độ dâng cao hoặc hạ thấp của mức chất lỏng bên trong ống so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống càng lớn.
Hiện tượng mức chất lỏng ở bên trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn.
Các ống trong đó xẩy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn.
Hệ số căng mặt ngoài \(\sigma\) càng lớn, đường kính trong của ống càng nhỏ thì mức chênh lệch chất lỏng trong ống và ngoài ống càng lớn.
Ứng dụng hiện tượng mao dẫn trong chế tạo đèn dầu thời xưa . Bấc dầu là một loại vật liệu gồm nhiều sợi bông nhỏ đóng vai trò như ống mao dẫn giúp nâng chất lỏng (dầu) lên phía trên để làm nguyên liệu cháy cho ngọn lửa.
Các cây xanh dù to lớn, hay rất nhỏ đều có một bộ rễ cắm sâu vào trong lòng đất, các sợi rễ này giống như ống mao dẫn giúp vận chuyển chất lỏng cùng muối khoáng từ trong các mạch nước ngầm sâu trong lòng đất lên thân để nuôi sống cây.
Rượu có hệ số căng mặt ngoài là \(21,{4.10^ - }^3(N/m)\). Tính lực căng bề mặt của rượu khi nhúng một khung kim loại mỏng hình vuông cạnh 6cm vào trong nó.
\(\sigma = 21,{4.10^ - }^3(N/m)\)
Chu vi của hình vuông: \(l = {4.6.10^ - }^2 = 0,24m\)
Lực căng bề mặt: \(F = \sigma .2l = 0,01(N).\)
Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở \(20^oC\) là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.
Ta có:
Lực căng bề mặt của glixerin tác dụng lên vòng xuyến:
\(F_C = F - P = 62,5 - 45 = 17,5 mN.\)
Tổng chu vi ngoài và chu vi trong của vòng xuyến:
\(P = \pi (D+d) = 3,14 ( 44 + 40 ) = 263, 76mm\)
Hệ số căng mặt ngoài của glixerin ở \(20^oC\):
\(\delta =\frac{F_{c}}{}l=\) \(\frac{17,5.10^{-3}}{263,76.10^{-3}} = 66,3.10^{-3} N/m.\)
Qua bài giảng Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng này, các em cần hoàn thành 1 số mục tiêu mà bài đưa ra như :
Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng căng bề mặt và nêu được ý nghĩa, đơn vị đo của hệ số căng bề mặt.
Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt.
Mô tả được thí nghiệm về hiện tượng mao dẫn.
Vận dụng được công thức tính lực căng bề mặt để giải các bài tập.
Vận dụng được công thức tính độ chênh của mức chất lỏng bên trong ống mao dẫn so với bề mặt chất lỏng bên ngoài ống để giải các bài tập đã cho trong bài.
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Vật lý 10 Bài 37 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Một màng xà phòng được căng trên bề mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây đồng ab dài 50 mm và có thể trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung. Tính trọng lượng P của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng bề mặt σ = 0,040 N/m.
Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở \(20^oC\) là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.
Rượu có hệ số căng mặt ngoài là \(21,{4.10^ - }^3(N/m)\) . Tính lực căng bề mặt của rượu khi nhúng một khung kim loại mỏng hình vuông cạnh 6cm vào trong nó.
Câu 4-10: Mời các em đăng nhập xem tiếp nội dung và thi thử Online để củng cố kiến thức về bài học này nhé!
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Vật lý 10 Bài 37để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 202 SGK Vật lý 10
Bài tập 2 trang 202 SGK Vật lý 10
Bài tập 3 trang 202 SGK Vật lý 10
Bài tập 4 trang 202 SGK Vật lý 10
Bài tập 5 trang 202 SGK Vật lý 10
Bài tập 6 trang 203 SGK Vật lý 10
Bài tập 7 trang 203 SGK Vật lý 10
Bài tập 8 trang 203 SGK Vật lý 10
Bài tập 9 trang 203 SGK Vật lý 10
Bài tập 10 trang 203 SGK Vật lý 10
Bài tập 11 trang 203 SGK Vật lý 10
Bài tập 1 trang 262 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 2 trang 262 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 1 trang 266 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 2 trang 266 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 3 trang 266 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 4 trang 266 SGK Vật lý 10 nâng cao
Bài tập 37.1 trang 89 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.2 trang 89 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.3 trang 90 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.4 trang 90 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.5 trang 90 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.6 trang 90 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.7 trang 90 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.8 trang 90 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.9 trang 91 SBT Vật lý 10
Bài tập 37.10 trang 91 SBT Vật lý 10
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Vật lý DapAnHay sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!
-- Mod Vật Lý 10 DapAnHay
Một màng xà phòng được căng trên bề mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây đồng ab dài 50 mm và có thể trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung. Tính trọng lượng P của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng bề mặt σ = 0,040 N/m.
Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở \(20^oC\) là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.
Rượu có hệ số căng mặt ngoài là \(21,{4.10^ - }^3(N/m)\) . Tính lực căng bề mặt của rượu khi nhúng một khung kim loại mỏng hình vuông cạnh 6cm vào trong nó.
Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong dung dịch rượu có cùng khối lượng riêng với nó?
Tại sao nước mưa không bị lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt?
Một chiếc vòng nhôm có bề dày không đáng kể, có đường kính 20 cm được treo bởi một lực kế sao cho đáy vòng nhôm tiếp xúc với mặt nước. Cho hệ số lực căng bởi bề mặt của nước là 73.10-3N/m. Lực căng bề mặt tác dụng lên vòng nhôm có độ lớn gần đúng bằng
Một màng xà phòng được căng trên một khung dây đồng hình vuông có chu vi là 320mm. Cho hệ số căng bề mặt của nước xà phòng là 40.10-3N/m. Lực căng bề mặt tác dụng lên mỗi cạnh khiung dây có độ lớn là
Một màng xà phòng được căng trên một khung dây đồng hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây AB dài 10 cm có thể trượt không ma sát trên khung, nằm cân bằng. Cho hệ số căng bề mặt của nước xà phòng là 40.10-3N/m. Lấy gia tốc rơi tự do g = 10 m/s2. Khối lượng của đoạn dây AB là
Một ống nhỏ giọt đựng thẳng đứng bên trong đựng nước. Nước dính ướt hoàn toàn miệng ống và đường kính miệng dưới của ống là 0,45 mm. Hệ số căng bề mặt của nước là 72.10-3N/m. Trọng lượng lớn nhất của giọt nước khi rơi khỏi miệng ống gần đúng là
Một chiếc vòng nhôm có trọng lượng P = 62,8.10-3N đặt thẳng đứng sao cho đáy của nó tiếp xúc với mặt nước. Cho đường kính trong và đường kính ngoài của vòng nhôm lần lượt là 46 mm và 48 mm; hệ số căng bề mặt của nước là 72.10-3N/m. Kéo vòng nhôm bằng một lực F thẳng đứng lên trên, để kéo được vòng nhôm rời khỏi mặt nước thì độ lớn của lực F phải lớn hơn giá trị nhỏ nhất là
Mô tả hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ phương, chiều của lực căng bề mặt?
Trình bày thí nghiệm xác định chất lỏng theo phương pháp kéo vòng kim loại bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng đó.
Mô tả hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình có dạng như thế nào khi thành bình bị dính ướt?
Mô tả hiện tượng mao dẫn?
Câu nào sau đây là không đúng khi nói về lực căng bề mặt của chất lỏng?
A. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt của chất lỏng.
B. Lực căng bề mặt luôn có phương vuông góc với bề mặt chất lỏng.
C. Lực căng bề mặt có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng.
D. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có độ lớn f tỉ lệ với độ dài l của đoạn đường đó.
Tại sao chiếc kim khâu có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang ?
A. Vì chiếc kim không bị dính ướt nước.
B. Vì khối lượng riêng của chiếc kim nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.
C. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực đẩy Ác- si- mét.
D. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực căng bề mặt của nước tác dụng lên nó.
Câu nào dưới đây không đúng khi nói về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng?
A. Vì thủy tinh bị dính ướt, nên giọt nước nhỏ trên mặt bàn thủy tinh lan rộng thành một hình có dạng bất kì.
B. Vì thủy tinh bị dính ướt, nên bề mặt của nước ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.
C. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt, nên giọt thủy ngân nhỏ trên mặt bản thủy tinh vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực.
D. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt,nên bề mặt của thủy ngân ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.
Tại sao nước mưa không bị lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt?
A. Vì vải bạt bị dính ướt nước .
B. Vì vải bạt không bị dính ướt nước.
C. Vì lực căng bề mặt của nước ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ của tấm bạt.
D. Vì hiện tượng mao dẫn nhăn cản không cho nước lọt qua các lỗ trên tấm bạt.
Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong dung dịch rượu có cùng khối lượng riêng với nó?
A. Vì hợp lực tác dụng lên giọt dầu bằng không, nên do hiện tượng căng bề mặt, làm cho diện tích bề mặt của giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
B. Vì giọt dầu không chịu tác dụng của lực nào cả, nên do hiện tượng căng bề mặt, diện tích bề mặt giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
C. Vì giọt dầu không bị dung dịch rượu dính ướt, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
D. Vì lực căng bề mặt của dầu lớn hơn lực căng bề mặt của dung dịch rượu, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44mm và đường kính trong là 40mm. Trọng lượng của vòng xuyến là 45mN. Lực bứt vòng xuyến này ra khỏi bề mặt của glixerin ở 20oC là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.
Một màng xà phòng được căng trên bề mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây đồng ab dài 50 mm và có thể trượt dễ dàng dọc theo chiều dài của khung (Hình 37.8). Tính trọng lượng P của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng. Màng xà phòng có hệ số căng bề mặt σ = 0,040 N/m.
Một cọng rơm dài 8cm nổi trên mặt nước. Người ta nhỏ dung dịch xà phòng xuống một bên mặt nước của cọng rơm và giả sử nước xà phòng chỉ lan ra ở một bên thôi. Hỏi cọng rơm chuyển động về phía nào? Tại sao? Lực tác dụng vào cọng rơm là bao nhiêu?
Để xác định hệ số căng bề mặt của nước, người ta dùng một ống nhỏ giọt mà đầu dưới của ống có đường kính trong lá 2mm. Khối lượng của 40 giọt nước nhỏ xuống là 1,9g. Hãy tính hệ số căng bề mặt của nước nếu coi trọng lượng của mỗi giọt nước rơi xuống vừa đúng bằng lực căng bề mặt đặt lên vòng tròn trong ở đầu dưới của ống nhỏ giọt.
Hãy chọn câu đúng
Trường hợp nào mực chất lỏng dâng lên ít nhất trong ống mao dẫn thủy tinh khi:
A. Nhúng nó vào nước (\({\rho _1} = 1000kg/{m^3};{\sigma _1} = 0,072N/m\) )
B. Nhúng nó vào xăng ( \({\rho _2} = 700kg/{m^3};{\sigma _2} = 0,029N/m\) )
C. Nhúng nó vào rượu ( \({\rho _3} = 790kg/{m^3};{\sigma _3} = 0,022N/m\) )
D. Nhúng nó vào ete ( \({\rho _4} = 710kg/{m^3};{\sigma _4} = 0,017N/m\) )
Tìm hệ số căng bề mặt của nước nếu ống mao dẫn có đường kính trong là 1 mm và mực nước ống dâng cao 32,6 mm.
Trong một ống mao dẫn có đường kính trong hết sức nhỏ, nước có thể dâng cao lên 80 mm, vậy với ống này thì rượu có thể dâng lên cao bao nhiêu? Các dữ kiện lấy theo số liệu ở bài tập 1.
Một phong vũ biểu thủy ngân có đường kính trong là 2 mm và mực nước thủy ngân trong ống dâng cao 760 mm. Hỏi áp suất thực của khí quyển là bao nhiêu nếu tính đến hiện tượng thủy ngân không dính ướt ống thủy tinh?
Một vòng nhôm mỏng có đường kính 50 mm và trọng lượng P = 68.10-3 N, được treo vào một lực kế lò xo sao cho đáy vòng nhôm tiếp xúc với mặt nước. Cho biết hệ số lực căng bể mặt của nước là 72.10-3 N/m. Xác định lực kéo để có thể bứt vòng nhôm lên khỏi mặt nước.
A. F = 1,13.10-3 N
B. F = 9,06.10-2N
C. F = 226.10-3 N
D. F = 7,2.10-2 N
Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng hình chữ nhật treo thẳng đứng, đoạn dây ab dài 80 mm có thể trượt không ma sát trên khung này (H.37.1). Cho biết hệ số căng bề mặt của nước xà phòng là 40.10-3 N/m và khối lượng riêng của đồng là 8,9.103 kg/m3. Xác định đường kính của đoạn dây ab để nó nằm cân bằng, lấy g ≈ 9,8 m/s2.
A. d = 10,8 mm.
B. d = 12,6 mm.
C. d = 2,6 mm.
D. d = 1,08 mm.
Một ống nhỏ giọt dựng thẳng đứng bên trong đựng nước. Nước dính hoàn toàn miệng ống và đường kính miệng dưới của ống là 0,43 mm. Trọng lượng mỗi giọt nước rơi khỏi miệng ống là 9,72. 10-5 N. Tính hệ số căng mặt của nước.
A. Xấp xỉ 72.10-3 N/m.
B. Xấp xỉ 36.10-3 N/m.
C. Xấp xỉ 72. 10-5 N/m.
D. Xấp xỉ 13,8.102 N/m.
Họ và tên
Tiêu đề câu hỏi
Nội dung câu hỏi
0 Bình luận
Để lại bình luận
Địa chỉ email của hạn sẽ không được công bố. Các trường bắt buộc được đánh dấu *