Методика изучений капиллярных явлений в школьном курсе физики

Целью данной работы является изучение методики капиллярных явлений в школьном курсе физики.
Задачи:
1. исследование характера, сущности капиллярных явлений ;
2. определение основных понятий и формул капиллярных явлений;
3. рассмотреть методику преподаванию капиллярных явлений в школе.
Цели и задачи:

форма поверхности смачивающей и не смачивающей жидкости в капилляре;
зависимость давления в жидкости от формы ее поверхности;
подъем жидкостей в капиллярных трубках;
практические применения капиллярных явлений.
Изложение капиллярных явлений наиболее целесообразно дать в такой последовательности :

Поверхностное натяжение жидкостей
Молекулы, на пограничном слое жидкости и в глубине.

Формула поверхностного натяжения

Мениск
Рис. 5, а, Поверхность смачивающей жидкости у стенки сосуда
Рис. 5, б, Поверхность несмачивающей жидкости у стенки сосуда
Виды менисков
А) выпуклый мениск
Б) вогнутый мениск

Смачивание. Не смачивание.

Капиллярные явления

Жидкость. Капиллярное поднятие в узкой трубке.
Формула Жюрена
Трубка, опущенная в широкий сосуд с жидкостью:
r – радиус сферы,
h – высота капиллярного поднятие жидкости.

Жидкость. Капиллярное поднятие в узкой трубке.
Формула Жюрена

Цель работы: определить высоту поднятия жидкости в капиллярной трубке.
Оборудование: 4 капилляра с разными радиусами, вода, растительное масло, термометр, штангенциркуль, линейка, сосуд.
Лабораторная работа № 1

Цель работы: измерить средний диаметр капилляров.
Оборудование: сосуд с подкрашенной водой, полоска фильтровальной бумаги размером 120 х 10 мм, полоска хлопчатобумажной ткани размером 120 х 10 мм, линейка измерительная.
Лабораторная работа № 2.
Изучение капиллярных явлений, обусловленных поверхностным натяжением жидкости.

Радиусы капилляров:
d1 = 1 мм, r1 = 0,5 мм = 0,5•10-3 м;
d2 = 2,5 мм, r2 = 1,25 мм = 1,25•10-3 м;
d3 = 4 мм, r3 = 2 мм = 2•10-3 м;
d4 = 5 мм, r4 = 2,5 мм = 2,5•10-3 м.
Результаты исследования:

Обычная вода

Зависимость поднятия обычной воды в капилляре от температуры

Растительное масло

Зависимость поднятия растительного масла в капилляре от температуры

Между высотой поднятия жидкости в капилляре и её температурой существует линейная зависимость; с уменьшением температуры жидкости увеличивается высота её подъема в капиллярной трубке, так как при этом уменьшается коэффициент поверхностного натяжения жидкости. По результатам опыта установили, что высота поднятия жидкости зависит от радиуса капилляра, от силы поверхностного натяжения и от жидкости.
Вывод:

Заключение