Что принимает форму сосуда

В небольшом объеме жидкости наблюдается упорядоченное расположение молекул, а в большом объеме оно оказывается хаотическим. Иначе говоря, в жидкости существует ближний порядок в расположении молекул, но отсутствует дальний порядок. Такое строение называется квазикристаллическим. Свойства жидкого состояния вещества ближе к свойствам твердого состояния, чем к свойствам газообразного.

Молекулярное давление поверхностного слоя жидкости

Выясним, чем отличаются действия молекулярных сил внутри жидкости от действия молекулярных сил на ее поверхности. Среднее значение равнодействующей молекулярных сил, действующих на молекулу , равно 0 (рисунок 25), т.к. она со всех сторон окружена молекулами. Радиус действия молекулярных сил . Снизу от молекулы находится много молекул, а сверху мало.

Пар, находящийся над жидкостью, практически не влияет на результирующую силу молекулярных сил .

Равнодействующая молекулярных сил, действующих на молекулу

, значительно меньше, чем на молекулу .

Результирующие силы направлены во внутрь жидкости перпендикулярно ее поверхности.

Под действием результирующих сил все молекулы жидкости, находящиеся в поверхностном слое толщиной , втягиваются внутрь жидкости. Поэтому поверхностный слой создает давление. Величина этого давления очень велика. Для воды она порядка 109 Па(11 тысяч атмосфер).

Поэтому с помощью внешнего давления сжать жидкость очень трудно. При относительно малых давлениях, с которыми мы имеем дело в жизни и технике, жидкость можно считать несжимаемой.

Энергия поверхностного слоя жидкости.

Молекулы поверхностного слоя жидкости имеют большую потенциальную энергию, чем молекулы, распложенные внутри жидкости. Эту дополнительную энергию называют свободной энергией. За счет ее может быть совершена работа, связанная с уменьшением свободной поверхности жидкости.

где Δ – изменение площади свободной поверхности. Коэффициент поверхностного натяжения ( ) измеряется работой молекулярных сил при уменьшении площади свободной поверхности жидкости на единицу. Его размерность: [ ]=1 .

Т.к. любая система стремится к минимуму энергии, то жидкость стремится к минимуму площади поверхности – к шару. Поэтому капли и мыльные пузыри круглые.

Поверхностное натяжение

Сила поверхностного натяжения , обусловленная взаимодействием молекул жидкости, вызывающая сокращение площади ее свободной поверхности и направлена по касательной к этой поверхности, называется силой поверхностного натяжения(рисунок 26).

Работа силы поверхностного натяжения:

Коэффициент поверхностного натяжения σ численно равен силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости.

На величину влияет температура жидкости и среда, находящаяся над поверхностью жидкости.

Смачивание

Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твердого вещества, то жидкость называют смачивающей.

Если молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твердых веществ, то жидкостьназывают не смачивающей.

Например, вода, – смачивающая жидкость для стекла (рисунок 27а), и не смачивающая для парафина (рисунок 27б).

Угол Θ называют краевым углом. Для

смачивающих жидкостей угол Θ острый, а для не смачивающих – тупой. Мерой смачиваемости служит Θ. Он положителен для смачивающих жидкостей и отрицателен для не смачивающих жидкостей. При полном смачивании , при полном не смачивании cosQ = -1.

Мениск

Искривление поверхности жидкости у краев сосуда отчетливо видно в тонких трубках. В трубке с круглым сечением эта поверхность является частью поверхности сферы и называется мениском. У смачивающей жидкости мениск вогнутый (рисунок 28а), а у не смачивающей выпуклый (рисунок 28б).

Искривленная поверхность жидкости стремится выпрямиться под действием давления Лапласа . Французский ученый Лаплас определил величину этого давления. Для сферической формы свободной поверхности жидкости с радиусом r это давление выражается:

=

Капиллярность

Если в воду опустить тонкую стеклянную трубку, то вода втягивается в трубку и ее уровень поднимается на высоту .

На очень большую высоту поднимается жидкость в трубке, диаметр которой меньше диаметра волоса. Такие трубки называют капиллярнымитрубками, от греческого “капиллярис” – волос, тонкий. Смачивающая жидкость поднимается по трубке вверх, а не смачивающая опускается вниз (рисунок 29). Это объясняется тем, что давление Лапласа РЛ в случае смачивающей жидкости направлено вверх. Оно втягивает воду до тех пор, пока гидростатическое давление РГ столба воды высотой h не уравновесит систему.

При этом ; ; ® Отсюда: и высота подъема жидкости , где: =9,81 , а – плотность жидкости.

Высота подъема жидкости тем больше, чем меньше радиус трубки .

Формула справедлива при краевом угле Θ=0. Если Θ отличается от нуля, то .

Высота подъема жидкости h в капилляре зависит от температуры.Чем выше температура, тем меньше , а значит и h.

Капиллярные явления играют большую роль в природе и технике. Мельчайшие капилляры имеются в растениях. По ним влага поднимается из почвы до вершины. В почве тоже есть капилляры, осушающие почву. В домах между фундаментом и стеной обязательно укладывают слой материала, не обладающего капиллярной структурой. Тогда вода из земли не попадает в стены здания.

Контрольные вопросы:

1. Дайте определение жидкого состояния вещества.

2. Расскажите о молекулярном давлении поверхностного слоя жидкости.

3. Расскажите об энергии поверхностного слоя жидкости. Что такое коэффициент поверхностного натяжения?

4. Что такое смачивающая и не смачивающая жидкость? Что служит мерой смачиваемости?

5. Что такое мениск и под действием какого давления он образуется?

6. Что такое капиллярная трубка и как вычислить высоту, на которую поднимается жидкость по капиллярной трубке?



Тест по темам Введение. Первоначальные сведения о строении вещества 7 класс с ответами. Тест содержит 4 варианта, каждый включает по 20 заданий.

Вариант 1

1. Какие явления изучает физика?

1) происходящие на Земле
2) наблюдаемые на земле и в небе
3) механические, тепловые, оптические, звуковые, электрические и магнитные
4) происходящие на земле и в океанах

2. К физическим телам относятся

1) молоко
2) глина
3) скамейка
4) лыжи

3. К веществам относятся

1) сахар
2) булка
3) йод
4) бинт

4. Выразите длину тела, равную 5000 мм, в метрах и километрах.

1) 50 м; 0,05 км
2) 5 м; 0,05 км
3) 5 м; 0,005 км
4) 50 м; 0,5 км

5. Определите цену деления шкалы прибора.

1) 1 ед.
2) 0,5 ед.
3) 0,25 ед.
4) 5 ед.

6. Цена деления шкалы линейки 1 мм. Какую погрешность допускают те, кто измеряет ею длину тела?

1) 1 мм
2) 2 мм
3) 0,5 мм

7. Сколько воды налито в мензурку, изображенную на рисунке? Какова цена деления ее шкалы?

1) 125 мл; 5 мл
2) 105 мл; 5 мл
3) 125 мл; 1 мл
4) 105 мл; 1 мл

8. Мельчайшие частицы, из которых состоят вещества, называются

1) молекулами
2) микрочастицами
3) крупинками

9. Между молекулами в веществе происходит

1) взаимное притяжение и отталкивание
2) только притяжение
3) только отталкивание

10. Чем отличаются молекулы воды от молекул пара?

1) числом атомов
2) размером
3) свойствами
4) ничем

11. Диффузия — это

1) перемешивание веществ
2) увеличение промежутков между молекулами
3) движение молекул
4) проникновение хаотически движущихся молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества

12. В каких телах — газах, жидкостях, твёрдых телах — диффузия происходит быстрее?

1) в жидкостях
2) в газах
3) в твёрдых телах
4) одинаково во всех телах

13. Как следует поступить, чтобы ускорить диффузию?

1) охладить контактирующие тела
2) положить их в тёмное место
3) повысить температуру тел
4) уменьшить площадь границы между ними

14. Какие общие свойства присущи газам?

1) легко охлаждаются
2) занимают весь предоставленный им объём и не имеют собственной формы
3) имеют собственную форму
4) обладают текучестью

15. Какими общими свойствами обладают жидкости?

1) занимают объем того сосуда, в который налиты
2) приобретают объем и форму сосуда
3) имеют собственный объем
4) мало сжимаемы

16. Какие общие свойства принадлежат твердым телам?

1) имеют собственную форму и объем
2) легко изменяют форму и объем
3) легко сжимаемы
4) практически не сжимаемы

17. В каком состоянии — жидком, твердом, газообразном — может находиться бензин?

1) во всех трех состояниях
2) только в жидком состоянии
3) в жидком и газообразном состоянии
4) в жидком и твердом состояниях

18. Чем объясняется малая сжимаемость твердых тел?

1) быстрым движением их молекул
2) очень малым размером молекул
3) плотной упаковкой молекул и малостью промежутков между ними
4) хаотичностью движения молекул

19. Почему газы не имеют собственной формы?

1) потому что их молекулы быстро движутся
2) из-за диффузии
3) потому что молекулы газа, практически не взаимодействуя, двигаясь свободно и хаотично, достигают всех стенок сосуда (помещения), и газ принимает его форму

20. Чем можно объяснить сохранение жидкостью своего объема?

1) довольно сильным притяжением молекул друг к другу
2) не очень быстрым движением ее молекул
3) отсутствием диффузии
4) тем, что молекулы жидкости не отталкиваются друг от друга

Вариант 2

1. Что служит источником физических знаний?

1) измерения
2) наблюдения и опыты
3) только наблюдения
4) только опыты

2. К физическим телам относятся

1) сок
2) здание
3) песок
4) вилка

3. К веществам относится

1) провод
2) медь
3) лед
4) ведро

4. Выразите длину тела, равную 20 м, в миллиметрах и километрах.

1) 20 000 мм; 0,02 км
2) 2000 мм; 0,02 км
3) 20 000 мм; 0,2 км
4) 2000 мм; 0,2 км

5. Какова цена деления этой шкалы прибора?

1) 0,5 ед.
2) 1 ед.
3) 0,25 ед.
4) 0,2 ед.

6. Чему равен объем находящейся в мензурке жидкости? Какова цена деления шкалы мензурки?

1) 30 мл; 10 мл
2) 30 мл; 5 мл
3) 40 мл; 5 мл
4) 40 мл; 10 мл

7. Цена деления шкалы термометра равна двум градусам. Какова погрешность измерения им температуры?

1) 1 °
2) 2 °
3) 0,5°
4) 1,5°

8. Все вещества состоят из мельчайших частиц, которые называются

1) неделимыми частицами
2) микрочастицами
3) молекулами
4) атомами

9. Взаимодействие молекул вещества проявляется в

1) их отталкивании друг от друга
2) их притяжении друг к другу
3) их и притяжении, и отталкивании
4) отсутствии и притяжения, и отталкивания

10. Чем различаются молекулы восковой свечи и молекулы застывшей капли воска?

1) размерами
2) формой
3) свойствами
4) ничем

11. Какое из названных явлений — диффузия?

1) взаимное притяжение молекул
2) взаимное отталкивание молекул
3) проникновение вследствие хаотического движения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества
4) перемешивание веществ

12. В каком случае диффузия происходит медленнее?

1) контактирующие тела сильно прижали друг к другу
2) тела охладили
3) их нагрели
4) тела придвинули к нагревателю

13. В каком теле — газообразном, жидком или твердом — диффузия происходит быстрее всего?

1) газообразном
2) жидком
3) твердом
4) неизвестно

14. Какие общие свойства характерны для твердых тел?

1) легкая сжимаемость
2) собственный объем и форма
3) собственный только объем
4) практическая несжимаемость

15. Какими общими свойствами обладают жидкости?

1) текучестью, позволяющей им переливаться и принимать форму сосуда
2) отсутствием собственного объема
3) наличием собственного объема и малой сжимаемостью
4) легкой сжимаемостью

16. Какие общие свойства присущи газам?

1) текучесть
2) большая сжимаемость
3) заполнение всего предоставленного им объема и отсутствие собственной формы
4) наличие собственного объема

17. В твердом, жидком или газообразном состоянии может быть водород?

1) твердом
2) жидком
3) в виде газа
4) в зависимости от условий в любом из них

18. Почему жидкости принимают форму сосуда?

1) из-за отталкивания их молекул друг от друга
2) потому что молекулы жидкости, взаимодействуя не сильно, могут перемещаться относительно друг друга
3) потому что молекулы жидкости двигаются быстро
4) потому что молекулы жидкости не взаимодействуют

19. Чем объясняется сохранение твердым телом своего объема?

1) малостью промежутков между молекулами твердого тела
2) отсутствием притяжения его молекул друг к другу
3) слабостью взаимного отталкивания молекул
4) сильным взаимодействием молекул твердого тела

20. Почему газы не имеют собственного объёма?

1) потому что молекулы газа удалены друг от друга на такие расстояния, что не взаимодействуют и, двигаясь хаотически, занимают свободное пространство
2) из-за диффузии молекул
3) потому что молекулы газа быстро движутся и успевают занять весь предоставленный объём
4) из-за сильного отталкивания молекул газа друг от друга

Вариант 3

1. Длина, площадь, объем — это

1) качества тела
2) его физические свойства
3) физические величины, характеризующие размеры тел
4) среди ответов нет верного

2. К физическим телам относятся

1) парта
2) сахар
3) бензин
4) комар

3. К веществам относятся

1) соль
2) сталь
3) рыба
4) раковина

4. Выразите длину тела, равную 70 дм, в сантиметрах и метрах.

1) 7000 см; 7 м
2) 7 см; 0,7 м
3) 700 см; 7 м
4) 700 см; 0,7 м

5. Определите цену деления изображенной здесь шкалы прибора.

1) 30 ед.
2) 3 ед.
3) 6 ед.
4) 5 ед.

6. Каков объем налитой в мензурку воды? Какая погрешность допущена?

1) 90 мл, 1 мл
2) 9 мл, 1 мл
3) 9 мл, 2 мл
4) 9 мл, 0,5 мл

7. Цена деления шкалы весов 10 г. С какой погрешностью взвешивают на них продукты?

1) 10 г
2) 0,5 г
3) 5 г
4) 1 г

8. Молекула — это

1) невидимая глазом частица
2) очень маленькая частица тела
3) мельчайшая частица вещества, из которого состоит тело

9. Молекулы в веществе взаимодействуют

1) притягиваются друг к другу
2) отталкиваются друг от друга
3) иногда притягиваются, иногда отталкиваются
4) в зависимости от расстояния между ними преобладает то притяжение, то отталкивание

10. Чем отличаются молекулы в куске свинца от молекул в расплавленном свинце?

1) ничем
2) числом атомов
3) свойствами
4) размерами

11. Какое из приведенных явлений — диффузия?

1) проникновение беспорядочно движущихся молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества
2) перемешивание жидких веществ
3) сокращение промежутков между молекулами при сжатии тел
4) перемещение одних молекул среди других по промежуткам между ними

12. Чтобы диффузия происходила быстрее, надо

1) поместить контактирующие тела в холодное место
2) поместить их в тёмное место
3) нагреть их
4) отодвинуть от нагревателя

13. В каком теле — твердом, жидком, газообразном — диффузия происходит медленнее всего?

1) в твердом
2) в жидком
3) в газообразном
4) во всех телах одинаково

14. Какие общие свойства имеют газы?

1) собственную форму
2) собственный объем
3) отсутствие собственного объема и формы
4) легкую сжимаемость

15. Какие общие свойства характерны для твердых тел?

1) наличие собственных объема и формы
2) сохранение объема и изменчивость формы
3) отсутствие собственных объема и формы
4) сохранение формы и изменчивость объема

16. Какими общими свойствами обладают жидкости?

1) собственной формой
2) собственным постоянным объемом
3) малой сжимаемостью
4) способностью занимать объем сосуда

17. В каком состоянии — твердом, жидком, газообразном — может быть свинец?

1) в твердом
2) в жидком
3) в газообразном
4) в любом из трех состояний

18. Почему газы занимают все предоставленное им пространство?

1) потому что их молекулы быстро движутся
2) из-за отталкивания молекул друг от друга
3) вследствие диффузии
4) потому что молекулы газа практически не взаимодействуют и движутся во всех направлениях

19. Как движутся и взаимодействуют молекулы твердого тела?

1) слабо взаимодействуют и движутся хаотично, но медленно
2) сильно взаимодействуют и не движутся
3) сильно взаимодействуют и не могут удаляться друг от друга — каждая молекула лишь колеблется около определенной точки

20. Чем объясняется малая сжимаемость жидкостей?

1) достаточно близким друг к другу расположением молекул
2) относительно большими размерами их молекул
3) быстротой движения молекул

Вариант 4

1. К веществам относятся

1) карандаш
2) графит
3) масло
4) бутылка

2. К физическим телам относятся

1) бабочка
2) вертолет
3) сыр
4) бронза

3. Температура — это

1) признак нагретости тела
2) величина, характеризующая нагретость тела
3) физическое явление
4) среди ответов нет верного

4. Выразите расстояние, равное 0,9 км, в метрах и сантиметрах.

1) 90 м; 9000 см
2) 90 м; 90 000 см
3) 900 м; 9000 см
4) 900 м; 90 000 см

5. Найдите цену деления шкалы этого прибора.

1) 50 ед.
2) 200 ед.
3) 5 ед.
4) 100 ед.

6. Определите объем жидкости в мензурке и цену деления ее шкалы.

1) 7,5 мл, 2,5 мл
2) 5,5 мл, 2,5 мл
3) 7,5 мл, 5 мл
4) 5,5 мл, 5 мл

7. Шкала линейки имеет цену деления, равную 1 мм. Какова погрешность измерения длины тел этой линейкой?

1) 1 мм
2) 0,5 мм
3) 2 мм
4) 1,5 мм

8. Мельчайшие частицы вещества, из которых состоят тела, называются

1) молекулами
2) неделимыми частицами
3) вездесущими частицами

9. Взаимодействие молекул вещества — это

1) их отталкивание друг от друга
2) их притяжение друг к другу
3) их диффузия
4) притяжение или отталкивание в зависимости от расстояния между ними

10. Чем отличаются молекулы сливочного масла в пачке от его молекул в растопленном виде?

1) размером
2) числом атомов
3) ничем
4) свойствами

11. Какое из названных явлений — диффузия?

1) увеличение промежутков между молекулами при растяжении тела
2) притяжение и отталкивание молекул
3) проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещества
4) перемешивание веществ

12. Замедлить диффузию можно, если

1) нагреть контактирующие тела
2) охладить тела
3) сильно прижать их друг к другу
4) переставить тела с одного стола на другой

13. В каких телах — газообразных, жидких, твердых — диффузия происходит наиболее медленно?

1) газообразных
2) жидких
3) твердых
4) во всех одинаково

14. Какие общие свойства характерны для жидкостей?

1) заполнение всего объема сосуда
2) отсутствие определённой формы
3) наличие собственного объема и малая сжимаемость
4) легкая сжимаемость

15. Какими общими свойствами обладает любой газ?

1) заполняет всю предоставленную ему емкость
2) не имеет собственного объема и формы
3) плохо сжимаем
4) сохраняет свои объем и форму

16. Какие из указанных свойств принадлежат твердому телу?

1) практическая несжимаемость
2) способность легко приобретать любую форму
3) отсутствие собственного постоянного объема
4) обладание собственными объемом и формой

17. В каком состоянии — твердом, жидком, газообразном — может находиться олово?

1) в твердом
2) в любом
3) в жидком
4) в газообразном

18. Как объяснить легкую сжимаемость газов?

1) притяжением молекул газа друг к другу
2) хаотичностью движения их молекул
3) относительно большими промежутками между молекулами газов
4) большой скоростью их молекул

19. Чем вызвано сохранение твердым телом своей формы?

1) постоянным действием притяжения молекул
2) постоянным действием отталкивания молекул
3) непрерывным движением молекул
4) сильным взаимодействием молекул

20. Чем объясняется текучесть жидкости?

1) быстрым движением молекул
2) сильным отталкиванием молекул друг от друга
3) относительно слабым притяжением молекул друг к другу
4) среди ответов нет верного

Ответы на тест по темам Введение. Первоначальные сведения о строении вещества 7 класс
Вариант 1
1-3
2-34
3-13
4-3
5-2
6-3
7-1
8-1
9-1
10-4
11-4
12-2
13-3
14-2
15-34
16-14
17-1
18-3
19-3
20-1
Вариант 2
1-2
2-24
3-23
4-1
5-1
6-2
7-1
8-34
9-3
10-4
11-3
12-2
13-1
14-24
15-13
16-23
17-4
18-2
19-4
20-1
Вариант 3
1-3
2-14
3-12
4-3
5-2
6-4
7-3
8-3
9-4
10-1
11-1
12-3
13-1
14-34
15-1
16-23
17-4
18-4
19-3
20-1
Вариант 4
1-23
2-12
3-2
4-4
5-3
6-1
7-2
8-1
9-4
10-3
11-3
12-2
13-3
14-23
15-12
16-14
17-2
18-3
19-4
20-3