Проект поверхностное натяжение и капиллярные явления в природе и технике

2. Заключение


1. В начале нашего проекта мы поставили перед собой цель - выявить какую роль играет поверхностное натяжение и капиллярные явления в природе и технике.
Была выдвинута гипотеза - поверхностное натяжения жидкости и капиллярных явлений играют важную роль в природе и технике
2. Наша работа в рамках исследовательского проекта позволяет сделать вывод о том что жидкость - агрегатное состояние вещества, занимающее промежуточное положение между его твёрдым и газообразным состояниями.
Свойства жидкостей: 1. Легко меняют свою форму. Принимают форму сосуда, в котором находятся (текучесть). 2. При изменении формы сохраняют свой объём. 3. Молекулы жидкостей расположены близко друг к другу, притяжение между ними более сильное, чем у газов. 4. В расположении молекул жидкостей нет строгого порядка, как у твёрдых тел. 5. Молекулы жидкостей могут колебаться у одного положения равновесия, а могут перескакивать на другое. Жидкости могут растворяться друг в друге. Эта их способность называется смешиваемостью. Однако, среди свойств жидкости особую роль играют такие свойства, как поверхностное натяжение, смачивание и капиллярные явления.

10
Поверхностное натяжение имеет двойной физический смысл — энергетический (термодинамический) и силовой (механический). Энергетическое (термодинамическое) определение: поверхностное натяжение — это удельная работа увеличения поверхности при её растяжении при условии постоянства температуры. Силовое (механическое) определение: поверхностное натяжение — это сила, действующая на единицу длины линии, которая ограничивает поверхность жидкости.
Сма́чивание — физическое взаимодействие жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости. 
Если жидкость контактирует с твёрдым телом, то существуют две возможности:

• 
  молекулы жидкости притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате силы притяжения между молекулами жидкости собирают её в капельку. Так ведёт себя ртуть на стекле, вода на парафине или «жирной» поверхности. В этом случае говорят, что жидкость не смачивает поверхность;
  

• 
  молекулы жидкости притягиваются друг к другу слабее, чем к молекулам твёрдого тела. В результате жидкость стремится прижаться к поверхности, расплывается по ней. Так ведёт себя ртуть на цинковой пластине, вода на чистом стекле или дереве. В этом случае говорят, что жидкость смачивает поверхность.
  

Капилля́рность (от лат. capillaris — волосяной; отсюда происходит встречавшийся ранее в русскоязычной научной литературе термин воло́сность) или капиллярный эффект — явление подъема или опускания жидкости в капиллярах — узких трубках, каналах произвольной формы, пористых телах. В поле силы тяжести (или сил инерции, например, при центрифугировании пористых образцов) поднятие жидкости происходит в случаях смачивания каналов жидкостями, например воды в стеклянных трубках, песке, грунте и т. п. Понижение жидкости происходит в трубках и каналах, не смачиваемых жидкостью, например ртуть в стеклянной трубке.
Силы поверхностного натяжения и капиллярных явлений играют существенную роль в явлениях природы, биологии, медицине, в различных современных технологиях, полиграфии, технике, в физиологии нашего организма.

3. Роль поверхностных явлений в живой природе и технике разнообразна. Поверхностная пленка воды является для многих организмов опорой для движения (водомерки, береговые пауки). Стволы деревьев, ветви растений пронизаны огромным числом капиллярных трубочек, по которым питательные вещества поднимаются до самых верхних листочков. Корневая система растений оканчивается тончайшими нитями – капиллярами. И сама почва, являющаяся источником питания для корня, может быть представлена как совокупность капиллярных трубочек, по которым, в зависимости от ее структуры и обработки, быстрее или медленнее, поднимается к поверхности вода с растворенными в ней веществами. Высота подъема жидкости в капилляре тем больше, чем меньше его диаметр.
Без поверхностного натяжения и капиллярных явлений мы не могли бы писать чернилами. Обычная ручка не зачерпнула бы чернил из чернильницы, а автоматическая сразу же поставила бы большую кляксу, опорожнив весь свой резервуар. Нельзя было бы намылить руки: пена не образовалась бы. Известно, что мыльная вода особенно легко дает тонкие пленки, хотя коэффициент поверхностного натяжения мыльной воды значительно меньше коэффициента поверхностного натяжения чистой воды. Это объясняется большой вязкостью мыльной воды, благодаря чему она стекает под
11
влиянием силы тяжести медленнее, чем чистая вода и поэтому легче удерживается между поверхностными слоями. Самый распространенный пример капиллярного явления – это принцип работы обыкновенного полотенца или бумажной салфетки. Вода с рук уходит на полотенце или бумажную салфетку за счет подъема жидкости по тонким волокнам, из которых они состоят. Второй пример – это горение свечки. Топливо поступает по фитилю за счет движения по волокнам фитиля, как по капиллярным трубкам.
Свойства поверхностного натяжения и капиллярных явлений широко применяются в строительстве, медицине, полиграфии.