Какое явление объясняет то что бумажными салфетками легко вытереть воду
Какое явление объясняет то что бумажными салфетками легко вытереть воду
Этот простой опыт хорошо иллюстрирует, как происходит процесс впитывания жидкости твердым телом, а именно бумажной салфеткой и х/б веревочкой.
Суть опыта:
Салфетка имеет пористую структуру и состоит преимущественно из целлюлозы, которая, в свою очередь, имеет волокнистое строение. Таким образом, воде не составляет труда найти себе пути-капилляры для движения вверх.
Для опыта вам понадобится:
Вырезаем из бумажной салфетки полоску. Наносим по ее ширине разноцветными фломастерами точки в один ряд. На бечевке также наносим несколько отметок фломастерами разных цветов, но не в ряд, а вдоль и на равном расстоянии друг от друга. Для опыта лучше брать прозрачные стаканы, в прозрачной посуде ребенку интересней будет наблюдать за происходящим. Наливаем в стаканы воду. В первый стакан опускаем полоску из бумажной салфетки так, чтобы она немного касалась поверхности воды. Во второй стакан помещаем бечевку таким же образом, как и салфетку. При этом обрезанная бутылка поможет вам закрепить верхний конец бечевки. Всё. Наблюдаем с ребенком, как вода сама поднимается вверх.
Вода – уникальное вещество. При всей распространенности и простоте своего состава ее физические и химические свойства зачастую являются исключениями. Так, например, при 4 о С плотность воды максимальна, а при переходе в твердое состояние (лед) она уменьшается! Никакое другое вещество себя так не ведет.
Что же касается данного опыта, на первый взгляд, все очевидно и просто. Вода смачивает бумагу и бечевку, и материалы намокают. А вот объяснить почему так происходит, затруднительно.
Для начала разберемся в самом термине «смачивание». Оно представляет собой явление взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела. Вариантов развития событий, как всегда, два:
Тут, очевидно, второй вариант. Растекание происходит до тех пор, пока жидкость не покроет всю поверхность, или пока слой жидкости не станет мономолекулярным.
Но как вода преодолевает силы гравитации?
Собственно, так же, как и в растениях. Вода поднимается вверх по капиллярным сосудам растения и доставляет ее от корней к листьям и плодам.
Происходит это за счет разницы давлений и сил поверхностного натяжения воды. Поверхность воды, попадающей в узкий капилляр, принимает вогнутую форму (мениск). При таком положении давление жидкости под этим мениском становится меньше атмосферного, и вода стремится вверх. И чем тоньше капилляр, тем выше поднимается вода, стремясь уравновесить отрицательное давление. Если жидкость не смачивает поверхность, то мениск будет выпуклый, и она не станет подниматься вверх по капилляру.
Салфетка имеет пористую структуру и состоит преимущественно из целлюлозы, которая, в свою очередь, имеет волокнистое строение. Таким образом, воде не составляет труда найти себе пути-капилляры для движения вверх.
В бечевке процессы протекают аналогичным образом, с той лишь разницей, что в ней не нарушаются механические свойства, так как состоит она из цельных нитей.
Конспект занятия «Вода поднимается по салфетке»
Юлия Гумашян
Конспект занятия «Вода поднимается по салфетке»
Цель :Провести опыт, привить детям любознательность, показать как вода с помощью с помощью бумажного полотенца поднимается вверх.
Материалы :Понадобится: пластиковые стаканы, бумажные полотенца, вода, краски.
Ход опыта:
Ребята, мы с вами очень любим, проводить опыты.
Это всё – эксперименты –
Всё, всё, всё хотим узнать!
Нужно всё зарисовать!
Как наш опыт получился,
Сколько времени он длился?
Как? Зачем? И почему?
Давайте я покажу вам, как вода поднимается вверх и путешествует из одного стакана в другой стакан. Для этого нам нужно взять стакан, наполнить его водой, возьмем краски и окрасим нашу воду.
Возьмем бумажное полотенце, или белую салфетку, сложим его в четыре раза продольно. Разрежьте бумажное полотенце пополам, а затем сложите его в четверть продольно. Опустим один конец полотенца в цветную воду, а другой конец опустим в стакан с неокрашенной водой. Еще одно полотенце, сложим так же и опустите один конец с одним цветом, а второй конец в стакан с другим цветом. Смотрите, как по салфетке поднимается цветная вода и окрашивает воду в другом стакане.
А теперь обратите внимание на салфетку, где встречается два цвета. Как красочно у нас получилось.
Ребята этим опытом мы показали, что вода с помощью салфетки движется, и мы можем увидеть ее движение, потому что вода окрашена.
Ребята посмотрите на салфетку, какой красивый окрас у салфеток, мы с вами получили новые красивые цвета
Конспект занятия «Чудесная вода» Тема: «Чудесная вода» Цель: Формировать у детей представление о свойствах воды ее значении. Задачи: 1. Создать целостное представление.
Исследовательская работа «Почему поднимается тесто?» Исследовательская работа «Почему поднимается тесто?» Актуальность: Однажды, когда мама пекла пироги. Меня очень удивило, то что тесто выросло.
«Вода, вода». Конспект совместной деятельности по направлениям «Познание» и «Речевое развитие» (вторая младшая группа) Программное содержание:Образовательные задачи:1. Формировать навыки любознательности и наблюдательности. 2. Дать представление о свойствах.
Конспект занятия «Какая ты, вода?» Муниципальное бюджетное дошкольное образовательное учреждение «Детский сад № 65 «Лесная полянка» Конспект занятия на тему: «Какая ты вода?».
Конспект познавательно-исследовательской деятельности «Вода, вода, кругом вода, в Неве — вода» для старшего возраста Цель: Способствовать формированию представления у детей дошкольного возраста значения воды в жизни человека. Задачи: Фомировать понятие.
Конспект занятия «Вода и её свойства» Интеграция образовательных областей: «Социально-коммуникативное», «Художественно-эстетическое», «Речевое развитие». Цель: Закрепить знания.
Конспект занятия «Волшебница Вода» Открытое занятие-экспериментирование в средней группе «Волшебница-Вода» Цель: способствовать познавательному развитию детей дошкольного.
Консультация для родителей «Вода, вода — кругом вода! Изучаем свойства воды» Изучаем свойства воды Всех детей очень привлекают игры с водой. Если ваш малыш раскапризничался, то попробуйте отвлечь его, посадив в.
Вода течет вверх по салфетке
Вода – уникальное вещество. При всей распространенности и простоте своего состава ее физические и химические свойства зачастую являются исключениями. Так, например, при 4 о С плотность воды максимальна, а при переходе в твердое состояние (лед) она уменьшается! Никакое другое вещество себя так не ведет.
Что же касается данного опыта, на первый взгляд, все очевидно и просто. Вода смачивает бумагу и бечевку, и материалы намокают. А вот объяснить почему так происходит, затруднительно.
Разберемся, для начала, в самом термине «смачивание». Оно представляет собой явление взаимодействия жидкости с поверхностью твердого тела. Вариантов развития событий, как всегда, два:
Тут, очевидно, второй вариант. Растекание происходит до тех пор, пока жидкость не покроет всю поверхность, или пока слой жидкости не станет мономолекулярным.
Но как вода преодолевает силы гравитации?
Собственно, так же, как и в растениях. Вода поднимается вверх по капиллярным сосудам растения и доставляет ее от корней к листьям и плодам.
Происходит это за счет разницы давлений и сил поверхностного натяжения воды. Поверхность воды, попадающей в узкий капилляр, принимает вогнутую форму (мениск). При таком положении давление жидкости под этим мениском становится меньше атмосферного, и вода стремится вверх. И чем тоньше капилляр, тем выше поднимается вода, стремясь уравновесить отрицательное давление. Если жидкость не смачивает поверхность, то мениск будет выпуклый, и она не станет подниматься вверх по капилляру.
Салфетка имеет пористую структуру и состоит преимущественно из целлюлозы, которая, в свою очередь, имеет волокнистое строение. Таким образом, воде не составляет труда найти себе пути-капилляры для движения вверх.
В бечевке процессы протекают аналогичным образом, с той лишь разницей, что в ней не нарушаются механические свойства, так как состоит она из цельных нитей.
Какое явление объясняет то что бумажными салфетками легко вытереть воду
Исследование капиллярных свойств бумажных салфеток
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Чем же они так завоевали потребителя?
Таким образом, я поставила перед собой следующие цели:
Выяснить причину разных капиллярных свойств салфеток.
Сравнить капиллярную впитываемость изделий, выпускаемых разными производителями, и дать населению простейшие рекомендации по покупке тех или иных салфеток.
Для достижения целей мне предстоит решить следующие задачи:
Изучить теорию смачивания и капиллярности.
Провести эксперимент по измерению высоты поднятия жидкости в бумажных и тканевых салфетках.
Провести эксперимент по измерению высоты поднятия жидкости в бумажных салфетках различных производителей.
Наглядно представить результаты измерений и сделать выводы.
НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКОСТЕЙ
1. Поверхностное натяжение жидкостей. Свободная поверхность.
Молекулы вещества в жидком состоянии расположены почти вплотную друг к другу. В отличие от твердых кристаллических тел, в которых молекулы образуют упорядоченные структуры во всем объеме кристалла и могут совершать тепловые колебания около фиксированных центров, молекулы жидкости обладают большей свободой. Каждая молекула жидкости, также как и в твердом теле, «зажата» со всех сторон соседними молекулами и совершает тепловые колебания около некоторого положения равновесия. Однако время от времени любая молекула может переместиться в соседнее вакантное место. Такие перескоки в жидкостях происходят довольно часто; поэтому молекулы не привязаны к определенным центрам, как в кристаллах и могут перемещаться по всему объему жидкости. Этим объясняется текучесть жидкостей. Из-за сильного взаимодействия между близко расположенными молекулами они могут образовывать локальные (неустойчивые) упорядоченные группы, содержащие несколько молекул. Это явление называется ближним порядком (рис.1.)
Рисунок 2 иллюстрирует отличие жидкости от газообразного вещества на примере воды. Среднее расстояние между молекулами пара в десятки раз превышает среднее расстояние между молекулами воды.
Рисунок.2. Водяной пар (1) и вода (2).
Вследствие плотной упаковки молекул сжимаемость жидкостей, то есть изменение объема при изменении давления, очень мала; она в десятки и сотни тысяч раз меньше, чем в газах.
Наиболее интересной особенностью жидкостей является наличие свободной поверхности. Жидкость, в отличие от газов, не заполняет весь объем сосуда, в который она налита. Между жидкостью и газом (или паром) образуется граница раздела, которая находится в особых условиях по сравнению с остальной массой жидкости. Молекулы в пограничном слое жидкости (В), в отличие от молекул в ее глубине (А), окружены другими молекулами той же жидкости не со всех сторон.
Силы межмолекулярного взаимодействия, действующие на одну из молекул внутри жидкости со стороны соседних молекул, в среднем взаимно скомпенсированы. Любая молекула в пограничном слое притягивается молекулами, находящимися внутри жидкости (силами, действующими на данную молекулу жидкости со стороны молекул газа (или пара) можно пренебречь, так как молекул газа вблизи нее практически нет). В результате появляется некоторая равнодействующая сила, направленная вглубь жидкости.
Если молекула переместится с поверхности внутрь жидкости, силы межмолекулярного взаимодействия совершат положительную работу. Чтобы вытащить некоторое количество молекул из глубины жидкости на поверхность (то есть увеличить площадь поверхности жидкости), надо затратить положительную работу внешних сил ΔAвнеш, пропорциональную изменению ΔS площади поверхности:
Следовательно, молекулы поверхностного слоя жидкости обладают избыточной по сравнению с молекулами внутри жидкости потенциальной энергией, пропорциональной площади поверхности:
Коэффициент σ называется коэффициентом поверхностного натяжения (σ > 0). Таким образом, коэффициент поверхностного натяжения равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности жидкости при постоянной температуре на единицу.
В СИ коэффициент поверхностного натяжения измеряется в джоулях наметр квадратный (Дж/м 2 ) или в ньютонах на метр (1 Н/м = 1 Дж/м 2 ).
И звестно, что равновесным состояниям системы соответствует минимальное значение ее потенциальной энергии. Отсюда следует (см. формулу), что свободная поверхность жидкости стремится сократить свою площадь. Жидкость ведет себя так, как будто по касательной к ее поверхности действуют силы, сокращающие (стягивающие) эту поверхность. Эти силы называются силами поверхностного натяжения. Наличие сил поверхностного натяжения делает поверхность жидкости похожей на упругую растянутую пленку, с той только разницей, что упругие силы в пленке зависят от площади ее поверхности (то есть от того, как пленка деформирована), а силы поверхностного натяжения не зависят от площади поверхности жидкости.
Пронаблюдать у воды наличие поверхностного натяжения можно, осторожно положив бритву на поверхность воды. Бритва не тонет. Ее поддерживает сила поверхностного натяжения. Стоит легко прикоснуться к бритве, и она утонет.
С тремление жидкости уменьшить свою свободную поверхность хорошо проявляется в различных явлениях и опытах.
Прежде всего, об этом говорит шарообразная форма, которую принимают маленькие капли жидкости: капли воды, разбегающиеся по раскаленной плите, если на нее попадут брызги воды, капли воды на пыльной дороге, капли росы. Всем хорошо известные мыльные пузыри имеют правильную сферическую форму – в этом тоже проявляется действие сил поверхностного натяжения.
2. Явление смачивания
Вблизи границы между жидкостью, твердым телом и газом форма свободной поверхности жидкости зависит от сил взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела (взаимодействием с молекулами газа (или пара) можно пренебречь). Объясним на основе знаний о силах поверхностного натяжения.
В процессе установления равновесия капли жидкости на границе между жидкостью, твердым телом и газом на каждый элемент этой границы будут действовать три силы: сила поверхностного натяжения жидкости на границе с газом F жг, сила поверхностного натяжения жидкости на границе с твёрдым телом F жт, сила поверхностного натяжения твёрдого тела на границе с газом F тг. Из условия равновесия: = Fжт+ Fжгcosθ. Отсюда cosθ=
Если Fжт 0. Тогда жидкость смачивает поверхность твердого тела. В этом случае жидкость подходит к поверхности твердого тела под некоторым острым углом θ, характерным для данной пары жидкость – твердое тело. Угол θ называется краевым углом. Если жидкость находится в сосуде, то в случае смачивания она будет подниматься вверх, так как силы взаимодействия молекул жидкости с молекулами твердого тела больше сил взаимодействия между молекулами самой жидкости.
Если Fжт > Fтг, то соsθ
