Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 CHỦ ĐỀ 24: HIỆN TƯỢNG CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG HIỆN TƯỢNG MAO DẪN A PHẦN LÝ THUYẾT Trình bày cấu trúc chất lỏng mặt: a) Mật độ phân tử b) Cấu trúc trật tự gần c) Chuyển động nhiệt chất lỏng Hướng dẫn a) Mật độ phân tử: Mật độ phân tử chất lỏng lớn gấp nhiều lần mật độ phân tử chất khí gần mật độ phân tử chất rắn b) Cấu trúc trật tự gần: Chất lỏng có cấu trục trật tự gần có nghĩa hạt hạt gần kề phân bố có trật tự (tương tự chất rắn kết tinh) song xa hạt nói tính trật tự dần Phân bố trật tự gần khơng cố định hạt chất lỏng dời chỗ chuyển động nhiệt c) Chuyển động nhiệt chất lỏng: Trong chất lỏng, phân tử tương tác với phân tử khác gần Mỗi phân tử chất lỏng ln dao động hỗn độn quanh vị trí cân xác định Sau khoảng thời gian đó, tương tác, lại nhảy sang vị trí cân khác Chuyển động mơ tả chuyển động nhiệt phân tử chất lỏng Khi nhiệt độ tăng, chuyển động nhiệt phân tử chất lỏng tăng Thời gian phân tử chất lỏng dao động xung quanh vị trí cân xác định từ lúc đến tới lúc gọi thời gian cư trú Nêu đặc điểm viết biểu thức lực căng bề mặt chất lỏng - Lực căng bề mặt đặt lên đường giới hạn bề mặt vng góc với nó, có phương tiếp tuyến với bề mặt khối lỏng có hướng phía màng bề mặt khối chất lỏng gây lực căng - Độ lớn lực căng bề mặt F tác dụng lên đoạn thẳng có độ dài l đường giới hạn bề mặt tỉ lệ với độ dài l: F  l Trong hệ số  gọi hệ số căng mặt Đơn vị đo  N/m Thế dính ướt khơng dính ướt? Nêu đặc điểm dạng mặt chất lỏng chỗ tiếp giáp với thành bình chứa Hướng dẫn Khi chất lỏng tiếp xúc với chất rắn tùy theo chất chất lỏng chất rắn mà xảy tượng dính ướt khơng dính ướt - Khi lực hút phân tử vật rắn phân tử chất lỏng mạnh lực hút phân tử chất lỏng với nhau, có tượng dính ướt http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 - Khi lực hút phân tử vật rắn phân tử chất lỏng yếu lực hút phân tử chất lỏng với nhau, có tượng khơng dính ướt * Dạng mặt chất lỏng chỗ tiếp giáp với thành bình Sát mép chất lỏng với thành bình, mặt thống chất lỏng bị cong gọi mặt khum Nếu chất lỏng làm dính ướt thành bình mặt khum mặt lõm, chất lỏng khơng làm dính ướt thành bình mặt khum lồi Thế tượng mao dẫn? Viết cơng thức tính độ dâng (hoặc hạ) chất lỏng ống mao dẫn Hướng dẫn *Hiện tượng mao dẫn tượng dâng lên hay hạ xuống mức chất lỏng bên ống có bán kính nhỏ, vách hẹp, vật xốp… sovới mực chất lỏng ngồi * Cơng thức tính độ cao chất lỏng dâng lên ống mao dẫn: h  4 gd Trong  hệ số căng bề mặt chất lỏng (N/m);  khối lượng riêng chất lỏng (kg / m3 ) ; d đường kính bên ống (m); g gia tốc trọng trường (m / s ) B PHẦN BÀI TẬP Một vòng kim loại có bán kính 6cm trọng lượng 6,4.102 N tiếp xúc với dung dịch xà phòng có suất căng bề mặt 40.103 N Muốn nâng vòng khỏi dung dịch phải cần lực bao nhiêu? Một cầu mặt nước nhờ sức căng mặt nước tác dụng lên Tính lực căng mặt ngồi lớn tác dụng lên cầu đặt lên mặt nước Quả cầu có khối lượng khơng bị chìm? Cho bán kính cầu 0,3mm, suất căng bề mặt nước 0,073N/m Một ống mao dẫn dài hở hai đầu, đường kính 1,6mm, đổ dầy rượu đặt thẳng đứng Xác định độ cao cột rượu lại ống Biết khối lượng riêng hệ số căng bề mặt rượu 800kg / m3 2, 2.102 N / m Một ống nhỏ giọt mà đầu mút có đường kính 0,24mm nhỏ giọt chất lỏng với độ xác đến 0,008g Tính hệ số căng bề mặt chất lỏng Có 4cm3 dầu lỏng chảy qua ống nhỏ giọt thành 304 giọt dầu Đường kính lỗ đầu ống nhỏ giọt 1,2mm, khối lượng riêng dầu 900kg / m3 Tính hệ số căng bề mặt dầu http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Một ống mao dẫn thẳng đứng với bán kính r = 0,08mm nhúng thủy ngân Thủy ngân hồn tồn khơng làm dính ướt thành ống Tính độ hạ mức thủy ngân ống Suất căng mặt khối lượng riêng thủy ngân 0,47N/m 13,6.103 kg / m3 Một ống áp kế thủy ngân có đường kính 1,4mm, mực thủy ngân ống cao 760mm Hỏi áp suất thực khí tính đến tượng thủy ngân khơng dính ướt ống thủy tinh Suất căng mặt khối lượng riêng thủy ngân 0,47N/m 13,6.103 kg / m3 Xác định suất căng mặt et-xăng ống mao dẫn bán kính 0,2mm độ cao cột et-xăng 3cm Cho khối lượng riêng et-xăng 700kg / m3 Hai ống mao dẫn có đường kính khác nhúng vào ête, sau vào dầu hỏa Hiệu số độ cao cột ête dâng lên hai ống mao dẫn 2,4mm, cột dầu hỏa 3mm Hãy xác định suất căng bề mặt dầu hỏa, suất căng bề mặt ête 0,017N/m Biết khối lượng riêng ête   700kg / m2 , dầu hỏa  '  800kg / m3 10 Tìm chiều dài cột nước mao quản có đường kính 0,6mm ống thẳng đứng ống nghiêng với mặt nước góc 13o Cho biết suất căng mặt ngồi nước 72,8.103 N / m C HƯỚNG DẪN VÀ ĐÁP SỐ Muốn nâng vòng cần tác dụng lên vòng lực F hướng lên trên, có giá trị tối thiểu tổng lực căng trọng lực: F  f c  P  2l  P , Thay số: F  (2.40.103.2.3,14.6.102 )  6,4.102  6,9.102 N Lực căng mặt tác dụng lên cầu: f  l F đạt cực đại l  2r (chu vi vòng tròn lớn nhất) Vậy: Fmax  2r  2.3,14.0,0003.0,073  0,00013N  1,3.104 N Quả cầu khơng bị chìm trọng lượng P = mg nhỏ lực căng cực đại: mg  Fmax  m  1,3.10 3 g Cột rượu ống chịu tác dụng lực căng mặt hai mặt: mặt mặt dưới, hai lực căng hướng lên Lực căng bề mặt tổng cộng: F  2l Trọng lượng cột rượu ống: P  mg  Vg   d2 hg d2 Điều kiện cân cột rượu: P  F   hg  2l http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 h 8 8.2, 2.102   1,375.102 m 3 gd 8.10 10.1,6.10 Ống nhỏ giọt có độ xác đến 0,008g có nghĩa giọt chất lỏng nhỏ từ ống có khối lượng 0,008g Nếu coi sức căng bề mặt trọng lượng giọt chất lỏng ta có: F  P  l  mg    mg  0,08103.10  0,53N / m / 3,14.2, 4.104 Đúng lúc có giọt dầu rơi trọng lượng P giọt dầu cân với lực căng bề mặt, ta có: P  d    P .d (1) Trọng lượng giọt dầu: P  mg Vg  , với m khối lượng chất lỏng (dầu) n n Vg 900.4.106.9,8 Thay vào (1) ta có:     0,03N / m nd 304.3,14.1, 2.103 Độ hạ mực thủy ngân: h  2.0, 47   0.086  86mm gr 13,6.103.10.0,08.103 Do có tượng mao dẫn nên thủy ngân ống thủy tinh bị tụt xuống đoạn: h 4 4.47.102   0, 0098m  9,8mm gd 13600.10.1, 4.103 Áp suất thực khí vị trí đo p = 760 + 9,8 = 769,8mmHg  gr Từ công thức: h   hgr 0, 03.700.10.0, 2.103   0, 021N / m 2 Do đường kính hai ống mao dẫn khác nên nhúng vào chất lỏng, cột chất lỏng dâng lên hai ống khác Hiệu số độ cao cột chất lỏng phụ thuộc vào chất chất lỏng Đối với ête, hiệu số bằng: h1  h  4 4 4  1       Dgd1 Dgd Dg  d1 d  (1) Đối với dầu hỏa, hiệu số bằng: h1 ' h '  4 ' 4 ' 4 '  1       D 'gd1 D 'gd D 'g  d1 d  (2) http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word Tải file Word website http://dethithpt.com – Hotline : 096.79.79.369 Từ (1) (2)   '   D '(h1 ' h ') 800.3  0, 017  0, 0243N / m D(h1  h ) 700.2, 10 Độ cao cột nước dâng lên mao quản ống thẳng đứng: h1  2 4 4.72,8.103    0, 049m  4,9cm rg dg 6.104.103.9,8 Độ cao cột nước dâng lên mao quản ống nghiêng với mặt nước góc 13o : h2  h1 4,9   21, 78cm o sin13 0, 225 http://dethithpt.com – Website chuyên đề thi – tài liệu file word ... 096 .79 .79 .369 - Khi lực hút phân tử vật rắn phân tử chất lỏng yếu lực hút phân tử chất lỏng với nhau, có tượng khơng dính ướt * Dạng mặt chất lỏng chỗ tiếp giáp với thành bình Sát mép chất lỏng. .. hệ số căng bề mặt rượu 800kg / m3 2, 2 .10 2 N / m Một ống nhỏ giọt mà đầu mút có đường kính 0,24mm nhỏ giọt chất lỏng với độ xác đến 0,008g Tính hệ số căng bề mặt chất lỏng Có 4cm3 dầu lỏng chảy... : 096 .79 .79 .369 h 8 8.2, 2 .10 2   1, 375 .10 2 m 3 gd 8 .10 10.1,6 .10 Ống nhỏ giọt có độ xác đến 0,008g có nghĩa giọt chất lỏng nhỏ từ ống có khối lượng 0,008g Nếu coi sức căng bề mặt trọng