Slapināšana un kapilārās parādības. Iztvaikošana.

P. Puķītis. Fizika 11. klasei: 49.-53. lpp.

https://www.youtube.com/watch?v=BvTkefJHfC0

Kas notiks tālāk?

https://www.teachengineering.org/view_lesson.php?url=collection/duk_/lessons/duk_surfacetensionunit_lessons/duk_surfacetensionunit_less3.xml

Slapināšana

Slapinošs šķidrums Neslapinošs šķidrums

Slapinošs šķidrums

• Cieta ķermeņa molekulu un šķidruma molekulu mijiedarbības spēki ir lielāki kā šķidruma molekulu pievilkšanas spēki;

• šķidruma molekulas nevar atrauties no cietās virsmas;

• šķidruma virsma pie cietā ķermeņa ir ieliekta.

http://www.biolinscientific.com/attension/applications/?card=AA7

Neslapinošs šķidrums

• Cieta ķermeņa molekulu un šķidruma molekulu mijiedarbības spēki ir mazāki kā šķidruma molekulu pievilkšanas spēki;

• šķidruma molekulas var atrauties no cietās virsmas;

• šķidruma virsma pie cietā ķermeņa ir ieliekta.

http://www.biolinscientific.com/attension/applications/?card=AA7

http://web.mit.edu/nnf/education/wettability/gravity.html

Kapilārās parādības

• Tievā caurulītē (kapilārā) slapinoša šķidruma virsma veido ieliektu pussfēru ar rādiusu R, kas vienāds ar caurulītes iekšējo rādiusu.

• Šķidruma līmenis traukā un kapilārā atšķiras par augstumu h.

http://makeagif.com/i/tgxDU3

http://www.r14vmvs.lv/nordplus/physics/spraigums_lv.pdf

https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/vielu_fizikalas_ipasibas/skidrums/

Kur šādas parādības var izmantot?

Attāluma h noteikšana

• Uz ieliektās šķidruma robežlīnijas darbojas virsmas spraiguma spēks Fspr = 2Ϭ πR

• Pēc 3. Ņūtona likuma caurulītes sienas iedarbojas uz šķidruma robežlīnijas garumu ar tikpat lielu spēku F.

• Rezultējošais spēks kompensē šķidruma smaguma spēku F=mg

http://www.r14vmvs.lv/nordplus/physics/spraigums_lv.pdf

Attāluma h noteikšana

• Fspr = 2Ϭ πR F=mg

• Šķidrumam m=ϱV F = ϱV g.• Šķidrumam V = πR2h

F = πϱ R2h g• No šīm sakarībām iegūst

augstuma h aprēķināšanas formulu:

http://www.r14vmvs.lv/nordplus/physics/spraigums_lv.pdf

gRh

ρσ2= – virsmas spraiguma Ϭ

koeficients,ϱ – šķidruma blīvums

Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 28. lpp.

A. Piliens atraujas, kad virsmas spraiguma spēks F= L kļūst lielāks par piliena smaguma spēku F=mgϬL = πD (D – piliena šaurākās vietas diametrs)

mg = ϬπD m = ϬπD / g

=0,074 N/mϬ

m = 0,074 ·3,14 ·0,6 ·10-3 / 10 ≈ 1,3 ·10-5 kg

B. Visu 100 pilienu kopējā masa = 100 · 1,3 ·10-5 kg = 1,3 ·10-3 kg= 1,3 g

C. Zemākā to virsmas spraigums ir lielāks, pilieni smagāki; augstākā to – vieglāki. 40 oC pilienu masa būs mazāka.

Puķītis. Fizika 11. klasei. Praktiskie darbi. 29. lpp.

DotsD = 0,4mm= 0,4·10-3 m

t = 18oC

h = ?

= 1000 kg/mϱ 3

= 0,074 N/mϬ

gRh

ρσ2=

gDh

ρσ4=

=⋅⋅⋅⋅

⋅= −33 104,010101

074,04h

m074,0= cm4,7=

= 1·103 kg/m3

Šķidrumu iztvaikošana

• Šķidruma virskārtā esošās molekulas iegūst tik lielu kinētisko enerģiju Wk, ka spēj pārvarēt molekulu pievilkšanās spēkus un atrauties no šķidruma - iztvaikošana.

http://funnynimatedgif.blogspot.com/2015/08/animated-gifs-evaporation.html

Tvaiks• Piesātināts tvaiks – dinamisks līdzsvars starp

molekulu skaitu, kas iziet no šķidruma un atgriežas tajā.

• Nepiesātināts tvaiks – no šķidruma iziet vairāk molekulu kā atgriežas.

https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/vielu_fizikalas_ipasibas/tvaiks/

Tvaika īpašības• Ja traukā ielej šķidrumu un virs tā novieto virzuli,

traukā virs šķidruma veidosies piesātināts tvaiks (dinamiskais līdzsvars).

• Ja ar virzuli pabīda uz leju (T = const, p = const), uz neilgu brīdi veidojas pārsātināts tvaiks, bet tad kondensācija palielinās un atkal iestājas līdzsvars.

http://2012books.lardbucket.org/books/principles-of-general-chemistry-v1.0/s17-solutions.html

Tvaika īpašības• Ja ar virzuli ceļ uz augšu (T = const, p = const), uz

neilgu brīdi veidojas nepiesātisātināts tvaiks, bet tad iztvaikošana palielinās un atkal iestājas dinamiskais līdzsvars.

http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2014/rp/c4rp00024b/unauth#!divAbstract

Papildus informācijas avoti:• https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/vielu_fizikalas_ipasibas/skidrums/ • https://www.fizmix.lv/lat/fiztemas/vielu_fizikalas_ipasibas/tvaiks/ • http://www.uzdevumi.lv/p/fizika/11-klase/vielu-fizikalas-ipasibas-7363/re-

e86cdcaf-2b48-42e1-b8f5-5e5c0baf54ad

• Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Кипение http://interneturok.ru/ru/school/physics/10-klass/osnovy-molekulyarno-kineticheskoy-teorii/zavisimost-davleniya-nasyschennogo-para-ot-temperatury-kipenie?seconds=0&chapter_id=119

Videostundas krievu valodā:

JAUTĀJUMI?