CIECZE

Występujące w przyrodzie ciała można podzielić umownie na ciała stałe i płyny.

Płyny dzielimy na ciecze i gazy.

Temat: Ogólne własności cieczy.

1. nie posiadają sprężystości postaci,

2. pod wpływem sił stycznych - płyną,

3. nie posiadają własnego kształtu, lecz przyjmują kształt naczynia,

4. mają powierzchnię graniczną,

5. mają sprężystość objętości,

6. ściśliwość mała, ale większa niż ciał stałych,

7. tarcie wewnętrzne znaczne, ale mniejsze niż dla ciał stałych,

8. pod nieobecność sił masowych są jednorodne,

9. dla większości przypadków - izotropowe.

Przypomnienie:

• jednorodny - ma w każdym punkcie te same własności;

np. ciało może mieć jednakową: gęstość, temperaturę, prężność, prędkość . . .

• niejednorodny - ma w różnych punktach różne własności

np. niejednorodna pod względem gęstości może być krew, śmietana . . .

• Izotropia - brak kierunkowości własności fizycznych. Ciało izotropowe wykazuje więc jednakowe własności w różnych kierunkach przestrzeni

• Anizotropia - występowanie różnych własności fizycznych w różnych kierunkach przestrzeni. Ciało może być anizotropowe pod względem: łupliwości, rozszerzalności cieplnej, przewodnictwa elektrycznego, prędkości rozchodzenia się w nim światła (anizotropia optyczna). Anizotropia jest cechą charakterystyczną kryształów.

Z punktu widzenia statyki płynów działające siły można podzielić na:

masowe - proporcjonalne do masy

powierzchniowe - proporcjonalne do powierzchni.

Kontrakcja objętości: po wymieszaniu objętość cieczy jest mniejsza od sumy objętości składników przed wymieszaniem.

Powierzchnia swobodna cieczy jest prostopadła do wypadkowej sił masowych. Siły w cieczach są prostopadłe do powierzchni granicznej.

Ciśnienie p w paskalach Pa jest ilorazem siły F czyli parcia P czyli nacisku N w niutonach N przez pole powierzchni S w metrach kwadratowych m².

Temat: Prawo Pascala (1623-1662).

Założenie: brak sił masowych

Ciśnienie wywierane na płyn spoczywający jest przekazywane wewnątrz płynu bez zmiany wartości: ciśnienia: p1 p2 parcia: F1 F2 powierzchnie: S1 S2

Im powierzchnia jest większa tym siła jest . . . . . . . . . .

Przykłady zastosowań prawa Pascala:

prasa hydrauliczna, podnośnik hydrauliczny, hamulce hydrauliczne, miejsce przebywania płodu (rola wód płodowych), rola płynu mózgowo - rdzeniowego, działanie pompki do ogumienia ...

Nowe pojęcie - gradient to przyrost wielkości skalarnej odniesiony do przyrostu . . . . . . . . . . .

„Mądre” sformułowanie prawa Pascala: grad p = --- = 0

(gradient „przetwarza” skalar na wektor)

Zadanie Nieważka ciecz znajduje się pomiędzy dwoma nieważkimi tłokami, sztywno powiązanymi ze sobą cienką nierozciągliwą nicią. Na górny tłok działa siła F. Pola powierzchni tłoków są odpowiednio równe: S1, S2. Oblicz ciśnienie panujące w cieczy.

Kwant 14 - eksplozja w rurze - powtórka zasady zachowania pędu.

Cz. 1 - rura nieumocowana

Cz. - rura umocowana

Temat: Ciśnienie hydrostatyczne.

Ciśnienie hydrostatyczne to ciśnienie jakie wywiera płyn pod wpływem działających nań sił masowych.

ρ - gęstość cieczy g - przyspieszenie efektywne H - wysokość słupa cieczy nad rozważanym poziomem γ - ciężar właściwy cieczy γ = ρ ⋅ g

Ciśnienie hydrostatyczne nie zależy ani od S_d - powierzchnia dna, ani od V - objętości naczynia

Uwaga1

g_e = g + a - w windzie, która . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g_e = g - a - w windzie, która . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . lub . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

g_e = g cos α - w naczyniu na równi pochyłej, znajdującym się na wózku,

zjeżdżającym swobodnie, z przyspieszeniem a = g sin α.

Uwaga 2

Parcie P = p S = ρ g H S = γ H S

Uwaga 3

p = ρ g H = γ H - określa też ciśnienie krwi w człowieku lub . . . . . . . .

Uwaga 2

Typowe gęstości: woda ρ_W = 10³ —— ; rtęć ρ_Hg = 13,6 10³ ——

Przykład

Obliczyć ciśnienie na dno i parcie na dno wody nalanej

do sześcianu o krawędzi a = 10 cm.

Wyznaczyć średnie ciśnienie działające na ściankę boczną.

Średnie ciśnienie działające na ściankę boczną jest . . . . . . .

ciśnienia wywieranego przez ciecz na dno naczynia,

bo zależność ciśnienia od wysokości słupa cieczy jest funkcją . . . . . . . . .

Parcie na ściankę boczną (jedną):

Temat: Naczynia „stożkowe”.

A. To samo dno, ten sam poziom cieczy:

	ciśnienia na dno	p1	p2	p3	bo
	ciśnienia na podłoże	pP1	pP2	pP3	bo bo
	parcia na dno	P1	P2	P3	bo bo
	parcia na podłoże	PP1	PP2	PP3	bo bo
	ciężary	Q1	Q2	Q3	bo bo

B. To samo dno, ta sama ilość cieczy:

	ciśnienia na dno	p1	p2	p3	bo
	ciśnienia na podłoże	pP1	pP2	pP3	bo bo
	parcia na dno	P1	P2	P3	bo bo
	parcia na podłoże	PP1	PP2	PP3	bo bo
	ciężary	Q1	Q2	Q3	bo bo

C. Różne dna, ten sam poziom cieczy:

	ciśnienia na dno	p1	p2	p3	bo
	ciśnienia na podłoże	pP1	pP2	pP3	bo bo
	parcia na dno	P1	P2	P3	bo bo
	parcia na podłoże	PP1	PP2	PP3	bo bo
	ciężary	Q1	Q2	Q3	bo bo

D. Różne dna, ta sama ilość cieczy:

	ciśnienia na dno	p1	p2	p3	bo
	ciśnienia na podłoże	pP1	pP2	pP3	bo bo
	parcia na dno	P1	P2	P3	bo bo
	parcia na podłoże	PP1	PP2	PP3	bo bo
	ciężary	Q1	Q2	Q3	bo bo

Oblicz stosunek parcia na dno do parcia na podłoże w stożku wypełnionym cieczą.

Parcie na dno: Parcie na podłoże:

X = ---- =

Odp.: Stosunek parcia na dno do parcia na podłoże w stożku wypełnionym cieczą wynosi . . . . .

Kwant 27

Do półsferycznego dzwonu, leżącego szczelnie na stole nalewana jest przez górny otwór woda. Gdy woda dojdzie do otworu, woda podnosi dzwon i wylewa się dołem. Ile waży dzwon, jeśli jego pro-mień wynosi R, a gęstość wody ρ. Nacisk na stół jest równy . . . . . . . . . . sił ciężkości: - ­- W chwili, gdy woda unosi dzwon, siła nacisku wody jest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Warunek równowagi:

Temat: Równowaga cieczy w naczyniach połączonych.

a) ciecz jednorodna: jeśli ciecz spoczywa, to w warunkach

równowagi ciśnienia są jednakowe

na dowolnym poziomie leżącym

w obrębie cieczy.

b) ciecz niejednorodna: równość ciśnień na dowolnym poziomie,

leżącym na dowolnym poziomie, leżącym

w obrębie najniższej cieczy jednorodnej.

Interpretacja graficzna:

Lewar hydrauliczny służy do przelewania cieczy. Przepływ zaczyna się, gdy pod-ciągniemy ciecz z wyższego naczynia do zagięcia rurki. Dzięki siłom spójności, wolna od powietrza ciecz ma dużą wytrzymałość na zerwanie, dla wody 3,2 ⋅ 10^6Pa.

Gaz zamknięty w probówce - oblicz ciśnienie gazu w probówce.
Skoro ciśnienie w probówce p1 jest . . . . . . . . . od ciśnienia atmosferycznego po, to panuje w niej . . . . . .	Skoro ciśnienie w probówce p1 jest . . . . . . . . . od ciśnienia atmosferycznego po, to panuje w niej . . . . . .

Temat: Rurka Meldego.
Skoro ciśnienie w probówce p1 jest . . . . . . . . . od ciśnienia atmosfery-cznego po to panuje w niej . . . . . .	Skoro ciśnienie w probówce p1 jest . . . . . . . . . od ciśnienia atmosfery-cznego po to panuje w niej . . . . . .

Pomiar gęstości cieczy mieszających się za pomocą tzw. rurek Harry'ego. Rachunek błędu:

Temat: Prawo Archimedesa.

Ciało zanurzone w cieczy traci pozornie na ciężarze tyle, ile waży ciecz wyparta przez to ciało.

p0 - ciśnienie atmosferyczne, ρ - gęstość cieczy (nie gęstość . . . . ) g - przyspieszenie efektywne, pg - ciśnienie na górną powierzchnię, Pg - parcie na górną powierzchnię, pd - ciśnienie na dolną powierzchnię, Pd - parcie na dolną powierzchnię, V - objętość części . . . . . . . . . . . ciała,

Rys.:

Siła Archimedesa to różnica parć:

Im gęstość cieczy jest większa, tym siła wyporu jest . . . . . . . . , tym głębokość zanurzenia jest . . . . . . . . ., bo już przy . . . . . . . . . . objętości części zanurzonej można zrównoważyć ciężar.

Temat: Areometr - urządzenie do pomiaru . . . . . . . . . . . cieczy na podstawie głębokości zanurzenia.

Im gęstość ρ cieczy jest większa, tym głębokość zanurzenia areometru jest . . . . . . . ., więc na górze są . . . . . .

a na dole . . . . . . . . liczby na skali . . . . . . . . . . . . . . . . cieczy.

Im gęstość ρ cieczy jest mniejsza, tym głębokość zanurzenia areometru jest . . . . . . . ., więc na górze są . . . .

a na dole . . . . . . . . liczby na skali . . . . . . . . . . . . . . . . cieczy.

Im stężenie alkoholu (w wodzie) jest większe, tym gęstość roztworu ρ jest . . . . . . . . . . ., tym głębokość zanurzenia areometru jest . . . . . . . ., więc na górze są . . . . . a na dole . . . . . . . . liczby na skali . . . . . . . . . . .

Im stężenie alkoholu (w wodzie) jest mniejsze, tym gęstość roztworu ρ jest . . . . . . . . . . ., tym głębokość zanurzenia areometru jest . . . . . . . ., więc na górze są . . . . . a na dole . . . . . . . . liczby na skali . . . . . . . . . . .

Im stężenie H₂SO₄ (w wodzie) jest większe, tym gęstość roztworu ρ jest . . . . . . . . . . ., tym głębokość zanurzenia areometru jest . . . . . . . ., więc na górze są . . . . . a na dole . . . . . . . . liczby na skali . . . . . . . . . . .

Im stężenie H₂SO₄ (w wodzie) jest mniejsze, tym gęstość roztworu ρ jest . . . . . . . . . . tym głębokość zanurzenia areometru jest . . . . . . . ., więc na górze są . . . . . a na dole . . . . . . . . liczby na skali . . . . . . . . . . .

Skoro gęstość ρ wody morskiej jest . . . . . . . . . od gęstości ρ wody w rzece, to kobieta (lub . . . . . . . . . ) w morzu pływa . . . . . . . . . . zanurzona (-ny).

Jeśli przyspieszenie efektywne g_ef maleje (np. przewozimy areometr na Księżyc), to głębokość zanurzenia . . . .

(na Księżycu g_ef jest . . . . . . . . . . . . . . . . . . niż na Ziemi), bo ciężar Q . . . . . . . . . . , ale F_A . . . . . . . . . . . . . .

Nurek Kartezjusza.

Rys:

Im siła F naciskająca na gumkę jest . . . . . . . . . . . . . . . . tym ciśnienie p jest . . . . . . . . . . . . . . . . tym objętość V nurka jest . . . . . . . . . . . . . . . . tym siła wyporu FA jest . . . . . . . . . . . . . . . . tym głębokość zanurzenia H . . . . . . . . . . . . . . . . więc nurek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Ciało o ciężarze 15,6N waży w wodzie 13,6N, a w nieznanej cieczy 14N. Wyznacz gęstość tej cieczy.

Wyznacz stosunek objętości części kry, znajdującej się nad wodą do objętości jej podwodnej części.

XI OF 1961/62 (Po retuszu): Dane są: cylindryczne szklane naczynie z wodą,

kula drewniana,

linijka,

dwa prostopadłościenne klocki, nieco większe od kuli,

szpilka / igła,

gęstość wody.

Wyznacz: gęstość drewna, z którego wykonana jest kula.

XI OF 1961/62 Dane są: probówka,

wysokie naczynie z wodą,

linijka,

suwmiarka,

papier milimetrowy,

szpilki.

Wyznacz: średni ciężar jednej szpilki,

ciężar właściwy materiału, z którego wykonana jest szpilka.

Temat: Pływanie ciał, a poziom cieczy w naczyniu.

	Gdy stalowa kulka spadnie z drewnianego klocka na dno naczynia, to poziom cieczy w naczyniu . . . . . . ., bo klocek się . . . . . . . . . ., a kulka leżąc na dnie wypiera . . . . . cieczy, bo objętość kulki jest stosunkowo . . . . . ., a jej (kulki) gęstość . . . . . . . .		Gdy klocek drewniany z przymocowaną stalową kulką . . . . . . . . . . . . . ., to poziom cieczy w naczyniu . . . . . . . . . . . . . . . . , bo do pływania trzeba wyprzeć . . . . . . . . . . . . . . . cieczy
	Po wydłużeniu nici, na której wisi stalowa kulka tak, że kulka . . . . . . . . się w wodzie, poziom cieczy w naczyniu . . . . . . ., mimo że klocek nieco się . . . . . . . . Poziom cieczy będzie . . . . , bo do pływania trzeba wyprzeć . . . . . . . . . . . . . . . .		Po przelaniu wody z małego naczynia do dużego, poziom cieczy w dużym naczyniu . . . . . . . . . . . . . . ., bo małe naczynie . . . . . . . . . , lecz „puste” miejsce . . . . . . . . się . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
	Po przelaniu rtęci z małego naczynia do dużego, poziom cieczy w dużym naczyniu . . . . . . . . . . . . . . ., bo małe naczynie . . . . . . . . . lecz „puste” miejsce . . . . . . . się . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		Po rozpuszczeniu się korka, pudełko . . . . . . . . . . . się . . . i . . . . . . W tym czasie poziom wody w naczyniu . . . . . . . , bo pudełko, leżąc na dnie wypiera . . . . . . .
	Po rozpuszczeniu się korka, pudełko . . . . . . . . . . się . . . i . . . . . . W tym czasie poziom wody w naczyniu . . . . . . . , bo do pływania trzeba wyprzeć . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		Po zerwaniu liny przytrzymu-jącej stalową kulkę, poziom cieczy w naczyniu . . . . . . . . ., bo pudełko się . . . . . . . ., a do pływania wypierać będzie . . . . cieczy, a kulka, leżąc na dnie wypiera . . . . . . . . .
	Po stopieniu lodu pcwn . . . . . . . . . . . . . , bo lód topiąc się, . . . . . . . . . swoją objętość, a do pływania „przed” i „po” trzeba wyprzeć . . . . . . . . . . . cieczy.		Po stopieniu lodu, w którym zamarzła kulka . . . . . pcwn . ., bo kulka . . . . . . . . . . . . . . . . ., wtedy lód się . . . . . . . . . . . . ., a potem podczas dalszego topnienia pcwn . . . . . . . . . , bo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
	Po stopieniu lodu, w którym zamarzła kulka . . . . . . . . . . pcwn . . . . . . . . . ., bo		Po stopieniu lodu, w którym zamarzł . . . . . . . . . . . . . . . . pcwn . . . . . . . . . ., bo

	Po stopieniu lodu, w którym zamarzł . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pcwn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .		Po stopieniu lodu, w którym zamarzł . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . pcwn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
	Po stopieniu lodu, w którym zamarzła kulka . . . . . . . . . . pcwn . . . . . . . . . ., bo		Po dolaniu nafty głębokość zanurzenia parafinowej kulki
	Po stopieniu lodu, poziom nafty w naczyniu		Po dolaniu nafty głębokość za-nurzenia kostki lodu w wodzie

Waga początkowo w równowadze:

Po zanurzeniu kul w wodzie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Temat: HYDRODYNAMIKA.

Prawo ciągłości strugi (myli się z prawem Pascala), dotyczy cieczy nieściśliwej ρ = constans, UWAGA: - OBJĘTOŚĆ - czytaj „fał” / „fau” - PRĘDKOŚĆ - czytaj „we” a) prędkości . . . . . . . . . b) objętości . . . . . . . . . c) pola powierzchni . . . . . . . . . d) grubości warstw . . . . . . . . . e) masy warstw . . . . . . . . .

Im powierzchnia S przekroju poprzecznego rurki jest . . . . . . . ., tym prędkość przepływu cieczy jest . . . . . . .

Równanie Bernoulliego - jest szczególnym przypadkiem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Założenia: p1+ Zapis skrótowy: p + Składnik „odpowiedzialny” za - - -

Przykład zastosowania równania Bernoulliego: naczynie z odpływem:

Przysłowie: „Kropla drąży skałę nie siłą, lecz częstotliwością uderzeń”

Pojedyncze krople wody mają dużo większą siłę niszczącą, niż ciągła struga o tej samej prędkości. Stosunek ciśnień, wywieranych na przeszkodę w obu przypadkach jest równy stosunkowi prędkości dźwięku w wodzie (ok. 1500 m/s) do prędkości kropli. Gdyby nagle przerwać strumień wody w kranie wodociągowym, nastąpiłby gwałtowny wzrost ciśnienia, co doprowadziłoby do rozerwania rur. Dlatego w kurkach zawory zamyka się i otwiera za pomocą śruby! Ze względu na dużą ściśliwość gazów nie stosuje się takich zaworów w kurkach gazowych.

Jeszcze niedawno stosowano do podnoszenia wody na wyższy poziom (skonstruowany przez Montgolfiera) tzw. taran hydrauliczny. Spływająca z dolnego zbiornika woda zamyka wentyl A. Następuje gwałtowny wzrost ciśnienia, co powoduje otwarcie wentyla B i przepływ wody do górnego zbiornika. Gdy ciśnienie spadnie, otwiera się wentyl A, a zamyka B i cały proces się powtarza.

Tranzystor hydrauliczny.

Układy elektroniczne są bardzo wrażliwe na promieniowanie jonizujące i zmiany temperatury. Przepływ prądu zastąpiono przepływem cieczy. Tak powstał hydrodynamiczny tranzystor-wzmacniacz typu „vortex”. Główny prąd cieczy wpływa do komory w kształcie walca przez otwór w ścianie bocznej, a wypływa przez otwór w dnie. Ciecz w komorze tworzy wir. Strumień regulujący wprowadzany jest stycznie do powierzchni bocznej walca. Powoduje on zmniejszenie ciśnienia przy powierzchni, przesunięcie głównego prądu ku ściankom i zmniejszenie odpływu cieczy. Charakterystyka takiego wzmacniacza ma przebieg zbliżony do charakterystyki zwykłego tranzystora, przy czym strumień odpowiada natężeniu prądu a ciśnienie - potencjałowi.

„Olimpijskie zadanie” (V OF 1955/56)

Z pionowej rury wysypuje się piasek strugą zachowującą przekrój rury. Prędkość strugi w momencie wysypywania się z rury wynosi V=2 m/s, a średnia gęstość strugi ρ=1,8 kg/m^3. Jaka będzie średnia gęstość strugi w odle - głości H = 4,9 m od otworu rury. Oporu powietrza nie uwzględniamy.

LII OF 2002/2003 - Dwa węże ogrodowe umieszczone poziomo jeden nad drugim. Z węży tryska woda w taki sposób, że obydwa strumienie spadają dokładnie w to samo miejsce. Czy masa wody, zawarta w górnym strumieniu (woda, która już wypłynęła z węża, ale jeszcze nie spadła na ziemię) jest większa, niż masa wody, zawartej w dolnym strumieniu, czy też jest odwrotnie. Opory powietrza zaniedbujemy.

Zadania doświadczalne:

Oto rolka z odwiniętym papierem toaletowym	Skrzydło samolotu:	Dwie lekkie piłki na nitkach:
Papierowa rura stacza się z równi:	Jaka to równowaga?	Określ położenie piłki:
Piłka + lejek (1)	Piłka + lejek (2)	Tarcza:

W dotychczasowych rozważaniach teoretycznych używaliśmy pojęcia nieistniejącej cieczy pozbawionej . . . . . . .

Nazywaliśmy ją cieczą . . . . . . . . . . . . . . . Ciecz, dla której współczynnik lepkości zachowuje stałą wartość, bez względu na szybkość jej przepływu nosi nazwę cieczy . . . . . . . . . . . . . . . Lepkość - tarcie wewnętrzne - opór jaki stawia ośrodek podczas przesuwania jednych jego części względem innych.

Temat: Prawa opisujące przepływ cieczy lepkiej.

Prawo Newtona

- opisuje zachowanie warstwy cieczy niutonowskiej - dotyczy cieczy lepkiej η > 0 F - siła potrzebna do przesunięcia górnej warstwy względem dolnej, η - lepkość cieczy, maleje ze wzrostem temperatury S - pole powierzchni warstwy - tzw. gradient prędkości, czyli przyrost prędkości odniesiony do przyrostu odległości

Prawo Poisseuille'a (czyt.: Puaseja)

dotyczy cieczy lepkiej „przepychanej” przez rurkę - ilość cieczy, jaka przepłynie przez rurkę w jednostce czasu η - lepkość cieczy, r - promień rurki l - długość rurki (dokładnie - długość cieczy w rurce) Δp - różnica ciśnień na końcach rurki Opór naczynia jest tym większy im . . . . . . . . . . . . jest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Opadanie kulki w cieczy lepkiej (matura próbna 2005)

Temat: Rozszerzalność termiczna cieczy.

Porównaj dział „Ciała stałe” !

V = VO [ 1 + α ( T - TO ) ] V = VO + VO α ( T - TO )] V - VO = VO α ( T - TO )] ΔV = VO α ΔT δV = α ΔT

V - objętość w temperaturze T [V] = m^3 VO - objętość w temperaturze TO [VO] = m^3 α - temperaturowy wsp. rozszerzalności objętościowej [α] = — = — T, TO - temperatury wyrażone w skali bezwzględnej [T] = K ΔV - bezwzględna zmiana objętości [ΔV] = m^3 ΔT - bezwzględna zmiana temperatury [ΔT] = K δV - względna zmiana objętości [δV] = 1

Względna zmiana objętości δV jest proporcjonalna do bezwzględnej zmiany temperatury ΔT

Termometr

Kulka - jej objętość jest proporcjonalna do . . . . . . . . . . . . promienia.

Rurka - jej powierzchnia jest proporcjonalna do . . . . . . . . . . . . promienia.

Termometr lekarski ma w dolnej części . . . . . . . . . . . . rtęć . . . . . . . . . . . . szkła, tworzy menisk . . . . . . . . . . .

więc . . . . . . . . . . . . do zbiorniczka (kulki).

Temat: Właściwości warstwy powierzchniowej cieczy.

Do doświadczeń używamy roztworu wodnego . . . . . . . . . . . . z dodatkiem . . . . . . . . . . . .

Za pomocą rurek, drutów i nici badamy własności błony mydlanej.

Obserwacje: Błona po obu stronach, nić zwisa swobodnie.

Po przebiciu błony w jednej z oczek nitka została naciągnięta tak, jakby działały na nią siły . . . . . . . . . . . . do . .

Błonka utworzona na/w ramce powoduje . . . . . . . . . . . . (?) ku górze dolnego, luźno zawieszonego pręta.

Po zabarwieniu gazu wewnątrz bańki mydlanej z rurki . . . . . . . . . . . . . . . . dym, dowód, że powierzchnia bańki dąży do . . . . . . . . . . . . . . . . objętości bańki.

Obserwacje:

Siły są . . . . . . . . do . . . . . . . . . . . . . . . błonek i . . . . . . . . . . . . . . . do . . . . . . . . . . . . rozdzielającego sąsiednie elementy.

Siły z jakimi sąsiednie elementy warstwy powierzchniowej cieczy oddziałują na siebie nazywamy siłami . . . .

Z doświadczeń wynika, że dla danej substancji i dla danej temperatury: = --------

σ - współczynnik napięcia powierzchniowego (napięcie powierzchniowe)

Współczynnik napięcia powierzchniowego σ zależy od . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

W temperaturze krytycznej napięcie powierzchniowe wynosi . . . . . . . . . . . . . . . - zanika różnica między . . . . . .

Definicja energetyczna współczynnika napięcia powierzchniowego:

Napięcie powierzchniowe to wielkość fizyczna, której miarą jest . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . wykonana

podczas jednostkowej zmiany . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . cieczy.

Temat: Zjawiska kapilarne.

Siły z jakimi oddziałują cząsteczki dwóch faz nazywamy siłami . . . . . . . . . . . . .

Siły z jakimi działają cząsteczki tej samej fazy nazywamy siłami . . . . . . . . . . . . .

Ciecz zwilża ciało, gdy wypadkowa sił przylegania jest . . . . . . . . . . . . . niż wypadkowa sił spójności.

Ciecz nie zwilża ciała, gdy wypadkowa sił działających na cząsteczkę cieczy jest skierowana . . . . . . . . . . . . . . .

Siły spójności i przylegania mają też (oprócz sił masowych) wpływ na kształt . . . . . . . . . . cieczy, która ustawia się . . . . . . . . . . . . . do ich . . . . . . . . . . . . .

Prawo Laplace'a

określa nad- lub podciśnienie pod zakrzywioną powierzchnią cieczy:

σ - współczynnik napięcia powierzchniowego: σ =

F - siła, naprężająca błonę na krawędzi o długości l

W - praca potrzebna do otrzymania błony o polu powierzchni S

R, r - promienie krzywizn, „liczone / mierzone” we wzajemnie prostopadłych płaszczyznach.

Przykłady zastosowań:

Kula - kropla (pełna)

Sfera - bańka (pusta) - np. mydlana

Dwie bańki na sztywnej rurce: W którą stronę przemieszcza się gaz?

Na ramce z drutu rozciągnięta jest błonka z mydlin. Mający swobodę przesuwania się bok AB jest w równowadze, gdy siła F = 2^.10^-^3 N. Oblicz napięcie powierzchniowe mydlin.

Do cieczy, doskonale zwilżającej, o napięciu powierzchniowym 81dyn/cm, wstawiono rurkę włoskowatą o promieniu 0,1 mm. Na jaką wysokość wzniesie się ciecz?.

Temat: Rozszerzalność objętościowa lodu i wody.

Do naczyń o różnych kształtach nalano gorącej wody

Podczas oziębiania wody do temperatury pokojowej

ciśnienie hydrostatyczne cieczy na dno lewego na -

czynia . . . . . . . . . ., bo skoro . . . . . . . . . . . . ,

to gdy oziębiamy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Podczas oziębiania wody do temperatury pokojowej ciśnienie hydrostatyczne cieczy na dno środkowego na -

czynia . . . . . . . . . ., bo skoro . . . . . . . . . . . . , to gdy oziębiamy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Podczas oziębiania wody do temperatury pokojowej ciśnienie hydrostatyczne cieczy na dno prawego naczynia

. . . . . . . . . ., bo skoro . . . . . . . . . . . . , to gdy oziębiamy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

Oliwa wypływa z kulistego naczynia o średnicy 5 metrów ze stałą prędkością 100 π/8 litrów na minutę. Oblicz prędkość opadania oliwy w zbiorniku, w chwili, gdy głębokość wynosi 1,8 m. Następna stacja: Gazy.

10

---