какую работу надо совершить чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 10 см
Тест по физике Поверхностное натяжение для 10 класса
Тест по физике Поверхностное натяжение. Смачивание, капиллярность для 10 класса с ответами. Тест включает в себя 2 варианта. В каждом варианте по 5 заданий.
1 вариант
1. Чем вызвано поверхностное натяжение?
А. Притяжением молекул поверхностного слоя к молекулам внутри жидкости.
Б. Отталкиванием молекул поверхностного слоя от молекул внутри жидкости.
В. Действием на молекулы жидкости силы тяжести.
2. От чего зависит коэффициент поверхностного натяжения жидкости?
А. Только от рода жидкости и наличия примесей.
Б. Только от температуры жидкости.
В. От рода жидкости, ее температуры и наличия в ней примесей.
3. Какую работу нужно совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 14 см? Поверхностное натяжение мыльного раствора равно 0,04 Н/м.
4. В каком из сосудов вода смачивает капилляр (рис. 34)?
А. 1 и 2
Б. 3
В. 1 и 3
5. При погружении в воду капиллярной стеклянной трубки радиусом r жидкость в трубке поднялась на высоту h над уровнем жидкости в сосуде. Какой будет высота подъема жидкости в стеклянной трубке радиусом 3r?
2 вариант
1. Какую форму принимает жидкость в условиях невесомости?
А. Жидкость принимает форму сосуда, в котором находится.
Б. Жидкость принимает форму шара.
В. Определенного ответа дать нельзя.
2. Изменится ли коэффициент поверхностного натяжения жидкости, если длина поверхностного слоя жидкости увеличится в 2 раза?
А. Увеличится в 2 раза.
Б. Уменьшится в 2 раза.
В. Не изменится.
3. Проволочная рамка затянута мыльной пленкой (рис. 35). Какую работу нужно совершить, чтобы растянуть пленку, увеличив площадь ее поверхности на 6 см 2 с каждой стороны? Поверхностное натяжение мыльного раствора равно 0,04 Н/м.
4. В каком из сосудов вода не смачивает капилляр (рис. 36)?
А. 1
Б. 3 и 2
В. 1 и 3
5. При погружении в воду капиллярной стеклянной трубки радиусом r жидкость в трубке поднялась на высоту h над уровнем жидкости в сосуде. Какой будет высота подъема жидкости в стеклянной трубке радиусом r/2?
Ответы на тест по физике Поверхностное натяжение. Смачивание, капиллярность для 10 класса
1 вариант
1-А
2-В
3-Б
4-В
5-Б
2 вариант
1-Б
2-В
3-А
4-Б
5-А
Задачи по физике для 7-10 классов
Задачи по физике для 7-10 классов.
Тонкое алюминиевое кольцо радиусом 7,8 см соприкасается с мыльным раствором. Каким усилием можно оторвать кольцо от раствора? Температуру раствора считать комнатной. Масса кольца 7г.
Деревянная палочка длинной 4 см плавает на поверхности воды. По одну сторону от палочки осторожно налили мыльный раствор. С каким ускорением начнет двигаться палочка, если ее масса 1 г? Сопротивление воды при движении палочки не учитывать.
Какое количество энергии освобождается при слиянии мелких водяных капель радиусом мм в одну каплю радиусом 2 мм?
Под каким давлением находится воздух внутри пузырька радиусом мм, расположенного под поверхностью воды?
Два мыльных пузыря с радиусами 10 и 5 см выдуты на разных концах одной трубки. Найти разность давлений внутри пузырей. Что будет происходить с размерами пузырей, если их предоставить самим себе?
Капиллярная, длинная, открытая с обоих концов трубка радиусом 1 мм наполнена водой и поставлена вертикально. Какова будет высота столба оставшейся в капилляре воды? Толщиной стенки капилляра пренебречь.
Разность уровней смачивающей жидкости в коленах U – образной трубки
Докажите, что при слиянии нескольких капель воды в одну, происходящем при постоянной температуре, выделяется энергия. Для доказательства следует сравнивать между собой поверхностную энергию всех мелких капель и одной крупной. Объем сферы, радиус которой R, равен V=4/3πR³, площадь ее поверхности 4πR².
Какую работу надо совершить, чтобы выдуть мыльный пузырь диаметром 10см? поверхностное натяжение мыльного раствора равно 4•10-2 Н/м.
Пульверизатор для опрыскивания растений выбрызгивает капли со средним давлением 50 мкм. Какая работа затрачивается на создание таких капель из 0,5 кг воды?
Какое усилие надо приложить для отрыва проволочного кольца радиуса R=5см и масса m=4г с поверхности воды?
Несмачиваемый кубик плавает на поверхности воды. Найдите глубину погружения кубика: 1) без учета силы поверхностного натяжения; 2) с учетом силы поверхностного натяжения. Масса кубика 3г, длина его ребра 20мм.
В стебле пшеницы вода по капиллярам поднимается на высоту 1 м. определите средний диаметр капилляра.
Чему равна разность уровней ртути в двух сообщающихся капиллярах с диаметром каналов d1=0,5 мм и d2=1мм? Плотность ртути p=13,6 • 103 кг/м3.
Открытая с обоих концов капиллярная трубка диаметром D = 0,2 мм опущена вертикально в воду на глубину h=10см. на какую высоту над уровнем жидкости в сосуде поднимется вода в капилляре? Чему равна масса воды в капилляре?
Какое давление необходима, чтобы выдуть пузырек воздуха из капиллярной трубки, использованной в условии задачи 3?
Какаю работу совершают силы поверхностного натяжения воды при поднятии воды по опущенной в нее капилляру? Докажите, что эта работа не зависит от диаметра капилляра.
Поскольку кольцо соприкасается с раствором и наружной и внутренней сторонами, то сила поверхностного натяжения
Условие отрыва кольца от раствора, записанное в скалярной форме относительно выбранного направления оси Y, имеет вид
В горизонтальной плоскости на палочку действуют силы поверхностного натяжения со стороны воды Fп. н.1 и со стороны мыльного раствора Fп. н.2. Запишем для палочки второй закон Ньютона в скалярной форме относительно оси Y:
Поскольку Fп. н.1 = 1ℓ и Fп. н.2 = 2ℓ, где 1 и 2 – коэффициенты поверхностного натяжения воды и мыльного раствора, то
;
Изменение потенциальной энергии поверхностного слоя капель, вызванное уменьшением площади поверхности капель ΔS при их слиянии в одну каплю, равно
где S1 – площадь поверхности всех мелких капель; S2 – площадь поверхности большой капли; – коэффициент поверхностного натяжения воды.
Очевидно, что S1 = 4πr2n и S2 = 4πR2. Здесь nm = M,
где n – число мелких капель, M – масса большой капли.
Поскольку m = ρV1 = ρ 
πr3 и M = ρV2 = ρ πR3, то уравнение может быть записано в виде nρ πr3 = ρ πR3,
откуда n = R3/ r3. Следовательно, площадь поверхности всех мелких капель
S1 = 4πr2
.
Подставляя полученное выражение для S1 и S2 в уравнение, найдем
ΔW = 
;
Давление воздуха в пузырьке
где р0 – атмосферное давление, рИ – избыточное давление.
Поскольку рИ = 2/R, то р = р0
,
где – поверхностное натяжение воды. Тогда
р = 
(Па).
R1 = 10 см = 0,1 м; R2 = 5 см = 0,05 м.
Давление р внутри мыльного пузыря
где р0 – атмосферное давление, рИ – избыточное давление, создаваемое искривленным поверхностным слоем мыльной воды.
Очевидно, что рИ = 2
, ( – поверхностное натяжение мыльной воды). Множитель 2 поставлен потому, что мыльная пленка имеет две поверхности – внешнюю и внутреннюю. Тогда уравнение примет вид
р = р0
.
Для первого и второго пузырей уравнение можно записать в виде
р1 = р0, р2 = р0.
Тогда разность давлений внутри пузырей
Δр = р2 – р1 = 
; Δр = 
(Па).
Из расчетов видно, что давление внутри малого пузыря больше, чем внутри большого. Следовательно, воздух будет переходить из малого пузыря в большой. Объем малого пузыря будет уменьшаться, а большого увеличиваться.
Запишем условие равновесия столба жидкости в скалярной форме для выбранного направления оси Y:
Учитывая, что Fп. н =2πR и mg = ρgV = ρg πR2h, получим
h = 
; h = 
(м).
Условие равновесия жидкости в сообщающихся сосудах имеет вид
где рА и рВ – давления в левом и правом коленах на уровне АВ.
где р0 – атмосферное давление,
рИ2 = 2/R2 = 4/D2, рh = ρgh,
условие равновесия жидкости примет вид
= 
;
= 
(Н/м).
Объем капли складывается из объемов маленьких капель:
Энергия поверхностного слоя большой капли:
,суммарная энергия поверхностного слоя мелких капель:
.
,так как n>1, то E