Bài giảng vật lý đại cương 2 chương 5 nguyễn xuân thấu

CHẤT LỎNG NỘI DUNG CHÍNH  CẤU TẠO VÀ CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT LỎNG  CÁC HIỆN TƯỢNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG...  Lấy 1 phân tử làm tâm, vẽ mặt cầu bán kính cỡ nm, chỉ những phân tử

Trang 1

CHẤT LỎNG

HÀ NỘI 2016

Trang 2

CHƯƠNG 5 CHẤT LỎNG NỘI DUNG CHÍNH

 CẤU TẠO VÀ CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT LỎNG

 CÁC HIỆN TƯỢNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG

Trang 3

 Trạng thái lỏng là trạng thái trung gian giữa trạng thái khí và rắn

1.1 TRẠNG THÁI LỎNG CỦA VẬT CHẤT

Trang 4

 Chất lỏng có thể tích xác định nhưng dễ dàng trượt giữa các lớp (không

có hình dạng cố định)

 Hiện tượng khuyếch tán xảy ra chậm hơn so với chất khí

1 CẤU TẠO VÀ CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT LỎNG

1.1 TRẠNG THÁI LỎNG CỦA VẬT CHẤT

Trang 6

W kT

0e

  

 Thời gian dao động trung bình quanh vị trí cân bằng của phân

tử chất lỏng 0

 - Chu kỳ dao động trung bình của phân tử quanh vị trí cân bằng

W – Năng lượng hoạt động của phân tử

♣ Với nước ở nhiệt độ thường

  dịch đi chỗ khác!!!Như vậy cứ dao động khoảng 100 chu kỳ, phân tử nước lại

1 CẤU TẠO VÀ CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT LỎNG

1.2 CẤU TẠO VÀ CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ CỦA CHẤT LỎNG

Trang 7

2.1 ÁP SUẤT PHÂN TỬ

 Trong chất lỏng khoảng cách phân tử nho so với trong chất khí, vì vậylực hút phân tử đóng vai trò đáng kể

 Lấy 1 phân tử làm tâm, vẽ mặt cầu bán kính cỡ nm, chỉ những phân tử

trong mặt cầu đó mới tác dụng với phân tử ở tâm. Mặt cầu bảo vệ

 Những phân tử nằm sâu trong chất lỏng lựctác dụng lên chúng bù trừ nhau

 Những phân tử nằm ở lớp ngoài, lực tácdụng không bù trừ nhau, phân tử chịu tácdụng lực hướng vào trong chất lỏng Lựcnày ép lên phần chất lỏng bên trong gọi là

áp suất phân tử.

Trang 8

2 CÁC HIỆN TƯỢNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG

2.1 ÁP SUẤT PHÂN TỬ

Trang 9

 Do các phân tử nằm ở mặt ngoài bị các phân tử phía trong hút, vì vậynăng lượng của chúng, ngoài động năng chuyển động nhiệt, còn có thếnăng quy định bởi các lực hút đó

2.2 NĂNG LƯỢNG MẶT NGOÀI VÀ SỨC CĂNG MẶT NGOÀI

 Nếu nhiệt độ đồng đều (khi đó động năng phân tử lớp trong và lớp bềmặt như nhau), mỗi phân tử lớp mặt ngoài sẽ có tổng năng lượng lớnhơn so với tổng năng lượng của mỗi phân tử lớp bên trong Phần năng

lượng lớn hơn đó được gọi là năng lượng mặt ngoài của chất lỏng.

 Số phân tử lớp mặt ngoài càng nhiều thì năng lượng mặt ngoài càng lớn

Vì vậy năng lượng mặt ngoài E tỷ lệ thuận với diện tích mặt ngoài S

  

σ – gọi là hệ số sức căng mặt ngoài Đơn vị là J/m2

Trang 10

 Hệ ở trạng thái cân bằng bền lúc thế năng cực tiểu vì vậy chất lỏng cũng

sẽ ở trạng thái cân bằng bền lúc diện tích mặt ngoài nhỏ nhất

 Với những hình cùng thể tích thì diện tích củamặt cầu là nhỏ nhất Nên nếu nhỏ dầu vào trongrượu thì dầu sẽ có dạng những hình cầu

Trọng lực làm giọt nước bị dẹt

Lực đẩy Acsimed cân bằng trọng lực, giọt dầu dạng hình cầu

Trang 11

CÙNG NHAU XEM THÍ NGHIỆM NHÉ!

Trang 12

 Với những hình cùng chu vi thì diện tích của hình tròn là lớn nhất Nênnếu lấy 1 khung dây thép nhúng vào nước xà phòng, thả vào đó 1 vòngchỉ rồi chọc thủng màng xà phòng phía trong thì vòng chỉ sẽ thànhvòng tròn để diện tích phần xà phòng còn lại là…nhỏ nhất

Trang 13

 Như vậy, diện tích mặt ngoài của chất lỏng có khuynh hướng tự co lại

Do đó, mặt ngoài chất lỏng giống như một màng cao su bị căng Để giữnguyên tình trạng mặt ngoài của chất lỏng, ta phải tác dụng lên chu vimặt ngoài các lực vuông góc với đường chu vi và tiếp tuyến với mặt

ngoài Lực này gọi là sức căng mặt ngoài

Trang 14

 Công thực hiện bởi lực F là: A F x 

 Công này làm tăng diện tích mặt ngoài lên ΔS, tức

là tăng năng lượng mặt ngoài lên ΔE A=ΔE

F x      E S 2.l.x  F 2 l 

Trang 15

Trong trường hợp tổng quát, sức căng mặt ngoài có thể thay đổi được dọctheo chu vi, lúc đó xét 1 đoạn Δl đủ nhỏ của chu vi, ta vẫn áp dụng đượccông thức trên: F  l

Đơn vị của sức căng mặt ngoài có thể đo bằng N/m=J/m2

Trang 16

 Sự tạo thành bọt trong chất lỏng, sự tạo thành giọt khi chất lỏng chảyqua lỗ nhỏ…là do tác dụng của sức căng mặt ngoài Nước mưa khônglọt qua chiếc ô được cũng do hiện tượng sức căng mặt ngoài…

Trang 17

2.3 HIỆN TƯỢNG LÀM ƯỚT VÀ KHÔNG LÀM ƯỚT

 Xét hệ có ba chất giới hạn với nhau là rắn, lỏng, khí:

 Hệ có cấu hình cực tiểu của thế năng toàn phần.

 Đường cong giới hạn có dạng trên mặt vật rắn sao cho tổng các hìnhchiếu của các lực căng mặt ngoài tác dụng lên mỗi phần tử của đườngcong kín đó phải bằng không

Trang 18

2.3 HIỆN TƯỢNG LÀM ƯỚT VÀ KHÔNG LÀM ƯỚT

Góc θ giữa các tiếp tuyến với mặt chất rắn và mặt chất lỏng, ở phía chất lỏng, được gọi

là góc mép.

r,k r,l l,k

cos    



Trang 20

3 HIỆN TƯỢNG MAO DẪN

3.1 ÁP SUẤT DƯỚI MẶT KHUM

 Do hiện tượng dính ướt hay không dính ướt, mặt ngoài của chấtlỏng đựng trong bình có dạng mặt khum

Trang 21

 Mặt khum lõm xuống hay lồi lên tùy vào chất lỏng và thànhbình Khi lồi lên sức căng có tác dụng ép phần chất lỏng phía

dưới và gây ra áp suất phụ dương từ trên xuống Khi mặt khum

lõm, sức căng gây ra áp suất phụ âm hướng lên trên

Trang 22

 Nếu quy ước bán kính mặt cầu hướng về phía chất lỏng là dương (mặtlồi), còn hướng ra khỏi chất lỏng là âm (lõm), ta có công thức tính ápsuất phụ:

2p

Trang 23

3.2 HIỆN TƯỢNG MAO DẪN

 Hiện tượng chất lỏng dâng lên hay hạ xuốngtrong ống mao dẫn gọi là hiện tượng maodẫn

 Nguyên nhân: Chất lỏng làm ướt hay khônglàm ướt chất rắn dùng làm ống Dó đó xuấthiện áp suất phụ kéo chất lỏng lên hoặc épchất lỏng xuống

Trang 24

Áp suất tại điểm B bằng áp suất khí quyển: pB  p0

Áp suất tại điểm A gồm áp suất khí quyển,

áp suất thủy tĩnh, và áp suất phụ:

Trang 25

Nếu dính ướt hoàn toàn θ = 0:

Trang 26

Chương 5 CHẤT LỎNG

Các bài tập cần làm: (Sách BT Lương Duyên Bình):

11.1, 11.2, 11.3, 11.4, 11.6, 11.7, 11.9, 11.15

HẾT

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	1,79 MB