Bài 37. Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Khi phần màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ bị chọc thủng thì phần màng xà phòng còn lại trong khung dây đã tự co lại để giảm diện tích tới mức nhỏ nhất, đồng thời tác dụng lên vòng dây những lực kéo căng đều theo theo phương vuông góc với vòng dây, làm cho còng dây có dạng hình tròn. Những lực kéo căng này gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng.

Lực căng bề mặt của chất lỏng có phương tiếp tuyến với mặt thoáng và vuông goc với đường giới hạn của mặt thoáng, có chiều sao cho tác dụng của lực này làm giảm diện tích mặt thoáng của chất lỏng.

Kéo vòng nhôm bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng cần đo hệ số căng bề mặt. Dùng lực kết và thước kẹp đo:

+ Trọng lượng P của vòng nhôm; lực kéo F vừa đủ để bứt vòng khỏi mặt chất lỏng. Tính lực căng bề mặt : FC = F – P

+ Đo đường kính vòng ngoài và vòng trong của vòng, rồi tính tổng chu vi :

L = π(d1+ d2) (d1 và d2 là đường kính vòng ngoài và vòng trong).

Giá trị hệ số căng bề mặt của chất lỏng được tính :

Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kỳ trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó.

σ gọi là hệ số căng bề mặt, đơn vị đo là niu-tơn trên mét (N/m). Nó phụ thuộc vào nhiệt độ và bản chất chất lỏng. Khi nhiệt độ của chất lỏng tăng thì hệ số căng bề mặt của nó giảm.

Mô tả hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có hình dạng như thế nào khi thành bình bị dính ướt?

Nhỏ giọt nước lên tấm thủy tinh ta thấy nước bị lan rộng ra làm ướt bề mặt tấm thủy tinh. Ta nói nước làm dính ướt thủy tinh, nhỏ giọt nước lên lá khoai môn, giọt nước co tròn, dẹt xuống do sức nặng. Ta nói nước không làm dính ướt lá khoai môn.

Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lõm khi thành bình bị dính ướt.

* hiện tượng mao dẫn là hiện tượng dân lên hoặc hạ xuống của chất lỏng khi nhúng ông mao dẫn vào

giải thích thêm : ống mao dẫn là tất cả các vật (ống) có tiết diện ngang nhỏ

* hiện tượng mao dẫn có 2 trường hợp : trường hợp dân cao hoặc trường hợp hạ thấp

+ dân cao khi vật dính ước

+ và hạ thấp khi vật không dích ước

* độ dân cao hay hạ thấp đều được tính bằng công thức : \(h=\dfrac{4\sigma}{\zeta gd}\)

trong đó + \(\sigma\) là hệ số căn bề mặt của chất lỏng

+ \(\zeta\) là khối lượng riêng của chất lỏng

+ \(g\) là gia tốc rơi tự do

+ \(d\) là đường kính trong

Câu nào sau đây là không đúng khi nói về lực căng bề mặt của chất lỏng?

A. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt của chất lỏng.

B. Lực căng bề mặt luôn có phương vuông góc với bề mặt chất lỏng.

C. Lực căng bề mặt có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng.

D. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có độ lớn f tỉ lệ với độ dài l của đoạn đường đó.

Hướng dẫn giải:

Chọn B

Tại sao chiếc kim khâu có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang ?

A. Vì chiếc kim không bị dính ướt nước.

B. Vì khối lượng riêng của chiếc kim nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.

C. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực đẩy Ác- si- mét.

D. Vì trọng lượng riêng của chiếc kim đè lên mặt nước khi nằm ngang không thắng nổi lực căng bề mặt của nước tác dụng kên nó.

Hướng dẫn giải:

Chọn D

Câu nào dưới đây không đúng khi nói về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng?

A. Vì thủy tinh bị dính ướt, nên giọt nước nhỏ trên mặt bàn thủy tinh lan rộng thành một hình có dạng bất kì.

B. Vì thủy tinh bị dính ướt, nên bề mặt của nước ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.

C. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt, nên giọt thủy ngân nhỏ trên mặt bản thủy tinh vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực.

D. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt,nên bề mặt của thủy ngân ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.

ý C

Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong dung dịch rượu có cùng khối lượng riêng với nó?

A. Vì hợp lực tác dụng lên giọt dầu bằng không, nên do hiện tượng căng bề mặt, làm cho diện tích bề mặt của giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.

B. Vì giọt dầu không chịu tác dụng của lực nào cả, nên do hiện tượng căng bề mặt, diện tích bề mặt giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.

C. Vì giọt dầu không bị dung dịch rượu dính ướt, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.

D. Vì lực căng bề mặt của dầu lớn hơn lực căng bề mặt của dung dịch rượu, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.

Hướng dẫn giải:

Chọn A