Các hiện tượng bề mặt của chất lỏng.
A.LÍ THUYẾT
I. Hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng.
Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng luôn 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 của chất lỏng và có độ lớn tỉ lệ thuận với độ dài của đoạn đường đó :
f = l.
Với là hệ số căng mặt ngoài, có đơn vị là N/m.
Hệ số phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng : giảm khi nhiệt độ tăng.
- Ứng dụng.
+ Nhờ có lực căng mặt ngoài nên nước mưa không thể lọt qua các lổ nhỏ giữa các sợi vải căng trên ô dù hoặc trên các mui bạt ôtô.
+ Hoà tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể lực căng mặt ngoài của nước, nên nước xà phòng dễ thấm vào các sợi vải khi giặt để làm sạch các sợi vải, …
II. Hiện tượng dính ướt và không dính ướt.
– Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lỏm khi thành bình bị dính ướt và có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt.
– Ứng dụng: Hiện tượng mặt vật rắn bị dính ướt chất lỏng được ứng dụng để làm giàu quặng theo phương pháp “tuyển nổi”.
III. Hiện tượng mao dẫn.
– Hiện tượng mức chất lỏng ở bên trong các ống có đường kính nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn.
– Các ống trong đó xẩy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn.
– Hệ số căng mặt ngoài s càng lớn, đường kính trong của ống càng nhỏ mức chênh lệch chất lỏng trong ống và ngoài ống càng lớn.
– Ứng dụng.
+ Các ống mao dẫn trong bộ rể và thân cây dẫn nước hoà tan khoáng chất lên nuôi cây.
+ Dầu hoả có thể ngấm theo các sợi nhỏ trong bấc đèn đến ngọn bấc để cháy.
B.BÀI TẬP
– Tính toán các đại lượng trong công thức lực căng bề mặt chất lỏng :
F =
– Tính lực cần thiết để nâng vật ra khỏi chất lỏng :
+ Để nâng được:
+ Lực tối thiểu:
– Bài toán về hiện tượng nhỏ giọt của chất lỏng:
+ Đầu tiên giọt nước to dần nhưng chưa rơi xuống.
+ Đúng lúc giọt nước rơi: