Napięcie powierzchniowe

Napięcie powierzchniowe Wykonały: Katarzyna Wadowiec Dominika Sojda

Spis treści • Co to jest napięcie powierzchniowe? • Doświadczenie 1 • Doświadczenie 2 • Doświadczenie 3 • Dlaczego bańki mydlane zawsze są kuliste? • Doświadczenie 4 • Doświadczenie 5

Co to jest napięcie powierzchniowe? Napięcie powierzchniowe to zjawisko fizyczne występujące na styku powierzchni cieczy z ciałem stałym, gazowym lub inną cieczą, dzięki któremu powierzchnia ta zachowuje się jak sprężysta błona. Napięciem powierzchniowym nazywa się również wielkość fizyczną ujmującą to zjawisko ilościowo: jest to energia przypadająca na jednostkę powierzchni, lub praca potrzebna do rozciągnięcia powierzchni o tę jednostkę. Spis treści

Doświadczenie 1 „Na powierzchni wody” Potrzebne materiały: Igła, szklanka, chusteczka higieniczna, woda. Przebieg doświadczenia: • Napełnij szklankę wodą. • Połóż kawałek chusteczki na wodzie, a na chusteczkę igłę. Poczekaj aż chusteczka opadnie na dno naczynia. Spis treści

Co się dzieje? Igła utrzymuje się na powierzchni. Dlaczego? Cząsteczki na powierzchni wody tworzą rodzaj błony, która jest w stanie utrzymać lekkie ciała. Przy krawędzi szklanki powierzchnia wody ulega zakrzywieniu. Napięcie powierzchniowe dąży do zamknięcia wody w „woreczku” o najmniejszej objętości, dlatego mała ilość wody przybiera kształt kulisty: tworzy się kropla. Spis treści

Doświadczenie 2„Bariera z tkaniny” Potrzebne materiały: Chusteczka, gumka, szklanka, woda. Przebieg doświadczenia: • Namocz i wyciśnij chustkę. • Nalej wody do szklanki. • Naciągnij chusteczkę na wierzch szklanki i przytrzymaj ją gumką. • Odwróć szklankę do góry dnem. Spis treści

Co się dzieje? Woda nie wypływa ze szklanki, jakby chusteczka była nieprzemakalna. Dlaczego? Woda z namoczonej chusteczki wypełniła miejsca między włóknami tkaniny i dzięki napięciu powierzchniowemu, utworzyła rodzaj bariery, przez którą woda ze szklanki nie może wypłynąć. Spis treści

Doświadczenie 3„Dziury w wodzie” Potrzebne materiały: Talk kosmetyczny, woda, mydło w płynie, pojemnik. Przebieg doświadczenia: • Nalej wody do pojemnika. • Posyp powierzchnię wody talkiem. • W kilku miejscach włóż palec do wody, jakbyś chciał ją przedziurawić. Spis treści

Co się dzieje? Kiedy wyciągasz palec, błona powierzchniowa widoczna dzięki talkowi, zamyka się. Dlaczego? Przerwana przez palec błona, którą tworzy napięcie powierzchniowe, zamyka się z chwilą jego wyjęcia. Spis treści

4. Namydl palec i zanurz go blisko brzegu wody. 5. Podziuraw talk namydlonym palcem. Co się dzieje? Przy pierwszym zanurzeniu namydlonego palca talk oddala się od tego punktu. Kolejne zanurzenia zostawiają dziury w talku. Spis treści

Dlaczego? Mydło zmniejsza napięcie powierzchniowe w miejscu, w którym zanurza się palec. Na pozostałej powierzchni napięcie się nie zmienia, więc przyciąga talk z obszaru zmniejszonego napięcia powierzchniowego. Dziury zrobione namydlonym palcem nie zamykają się, ponieważ w tych miejscach mydło nie pozwala cząsteczkom wody wzajemnie się przyciągać i odtworzyć błony powierzchniowej. Spis treści

Dlaczego bańki mydlane zawsze są kuliste? Spis treści Mydlana błona wokół bańki jest bardzo oszczędna- dlatego przybiera kształt, któremu przy danej objętości powietrza odpowiada najmniejsza powierzchnia zewnętrzna. I tak powstaje bańka kulista.

Doświadczenie 4,,Odbijanie bańki” Spis treści Potrzebne materiały: Wełniany materiał, płyn do robienia baniek, mydlanych, rakieta pingpongowa. Przebieg doświadczenia: 1.Owiń rakietkę wełnianym materiałem. 2.Zrób bańkę mydlaną i podstaw pod nią rakietkę. 3.Porusz lekko rakietką, aby odbijać bańkę.

Spis treści Co się dzieje? Bańka opada na wełnianą tkaninę i odbija się od niej. Nie zmienia przy tym kształtu oraz nie pęka. Dlaczego? Zbudowana z mydła i wody powierzchnia bańki jest na tyle elastyczna, żeby oprzeć się na włoskach tkaniny nie pękając. Jeżeli doświadczenie byłoby wykonywane w mroźny dzień na dworze, bańka zamarzłaby przypominając wyglądem kryształową kulę.

Doświadczenie 5,,Koncentryczne kopuły” Spis treści Potrzebne materiały: płyn do robienia baniek, słomka, bardzo gładka płyta Przebieg doświadczenia: 1.Zwilż płytę. 2.Zanurz słomkę w mydlanym płynie, wydmuchaj jedną bańkę i delikatnie ,,posadź” ją na płycie. 3.Ponownie zanurz słomkę w płynie, ostrożnie przebij ją przez pierwszą kopułę i wydmuchaj drugą bańkę. 4.Operację wykonaj jeszcze raz, aby otrzymać trzecią kopułę.

Spis treści Co się dzieje? Nowa bańka ustawia się w środku poprzednio otrzymanej kopuły, która się powiększa. Dlaczego? W środku bańki jest powietrze. Powstanie nowej bańki przemieszcza powietrze wypełniające poprzednią, która powiększa się dzięki elastyczności, jaką nadaje mydło. Z baniek mydlanych na gładkiej powierzchni może powstać wiele kompozycji.

Wnioski: * Pomiędzy cząsteczkami wody działają siły spójności. * Mydło oraz inne detergenty zmniejszają napięcie powierzchniowe wody.

Napięcie powierzchniowe