Поверхностное натяжение воды. НПК.

Мыл я как-то руки и обратил внимание вот на что. Из крана течет вода. Закручиваю кран - струйка становится тоньше, еще тоньше и вдруг… разбивается на капли. Никакими силами нельзя сделать, чтобы струйка стала тонкой, как паутинка. Почему?

Целью моей научно-практической работы стало: Исследовать свойство поверхностного натяжения воды.

Мои задачи:

- Понять, что такое поверхностное натяжение воды;

- Определить поверхностное натяжение воды с помощью опытов;

- Узнать, может  ли изменяться  поверхностное натяжение воды.

В  работе были выдвинуты следующие гипотезы:

Гипотеза 1.  Жидкости обладают поверхностным натяжением.

Гипотеза 2.  Поверхностное натяжение жидкости зависит от рода жидкости.

Гипотеза 3.  Поверхностное натяжение жидкости не зависит от температуры.

Из теории я узнал, что молекулы воды испытывают силы взаимного притяжения. Именно благодаря этому жидкость моментально не улетучивается. На молекулы внутри воды силы притяжения других молекул действуют со всех сторон, а молекулы на поверхности воды не имеют соседей снаружи, и их сила притяжения направлена внутрь жидкости. В итоге вся поверхность воды стремится стянуться под воздействием этих сил. Поверхностный слой находится в натяжении, которое называется поверхностным. Благодаря этому натяжению поверхность жидкости ведет себя подобно упругой пленке. Для того, чтобы разорвать поверхность воды, требуется усилие, причем, как это ни странно, довольно значительное. Я решил определить существование поверхностного натяжения с помощью опытов.

Опыт №1. Водяная горка.

Я взял стакан, наполнил его водой до краев и стал добавлять воду пипеткой по капельке. В процессе я понял, что эта процедура занимает много времени. Вода не скоро начнет выливаться из стакана. Поверхность воды приподнялась над краями стакана и ведет себя так, будто ее удерживает эластичная пленка. С увеличением объема жидкости пленка «растягивается», и образуется водяная «горка». Это явление в физике называется поверхностным натяжением.

Опыт №2.Нетонущая скрепка.

В этом опыте нам понадобятся стакан с водой и скрепка. Я поместил скрепку в центре небольшого бумажного квадратика и аккуратно опустил его на поверхность воды. С помощью зубочистки аккуратно утопил бумагу. В результате скрепка полностью остается на поверхности воды, не погружаясь в нее. Из-за поверхностного натяжения поверхность жидкости ведет себя как упругое покрытие.

Из опытов следует - жидкости обладают поверхностным натяжением.

Результат исследования: наша гипотеза подтверждается, поверхностное натяжение жидкости существует.

В жизни мы можем встретить поверхностное натяжение в самых простых ситуациях. Например, под действием силы поверхностного натяжения капли воды превращаются на стекле в полушарие; насекомое клоп-водомерка легко удерживается на поверхности воды.

Дальше я решил узнать, зависит ли поверхностное натяжение жидкости от рода жидкости, и провел следующий опыт.

Опыт 3. Поверхностное натяжение различных жидкостей.

Взял лоток с водой, аккуратно на поверхность воды положил бумажную модель лодки. Во внутреннее отверстие капаем жидкое мыло с помощью пипетки.  Жидкое мыло стремится вырваться наружу через узкий канал. А лодка при этом движется вперед. Повторил опыты, заменяя жидкое мыло средством для мытья посуды и маслом. Мы видим, чем больше скорость (больше расстояние пройденное лодкой), тем больше способность раствора уменьшать поверхностное натяжение. Гипотеза подтверждается, поверхностное натяжение жидкости зависит от рода жидкости, т. е. от сил притяжения между молекулами данной жидкости.

Опыт 4.Ну и наконец, я проверил, зависит ли поверхностное натяжение жидкости от температуры.

Так же взял лоток с водой, на поверхность воды положил бумажную модель лодки, во внутреннее отверстие капнул жидкое мыло с помощью пипетки. Жидкое мыло так же стремится вырваться наружу через узкий канал. Это связано с силой поверхностного натяжения жидкого мыла. А лодка при этом устремится вперед. Повторил опыт, изменяя температуру. Мы видим, что с увеличением температуры скорость движения лодки уменьшается (меньше расстояние, пройденное лодкой).  Уменьшается поверхностное натяжение воды. В результате, данная гипотеза не подтвердилась: поверхностное натяжение жидкости зависит от температуры жидкости.

Таким образом, в результате опытов, подтвердились гипотезы:

1 - Жидкости обладают поверхностным натяжением.

2 -  Поверхностное натяжение жидкости зависит от рода жидкости.

А гипотеза 3 не подтвердилась: Поверхностное натяжение жидкости зависит от температуры.

В результате проделанной работы я сделал выводы:

1. Поверхностное  натяжение всё-таки существует.
2. Поверхностное натяжение жидкости зависит от рода жидкости и от её температуры.
3. Поверхностное натяжение жидкости повсюду встречается в нашей повседневной жизни.

Мне хотелось бы продолжить изучать свойства жидкостей. Интересно, почему и как образуется роса, как образуются облака. От чего зависит форма капелек?

Капельки жидкости можно использовать в качестве интересного и доступного объекта учебных исследований. Опыты увлекательны.