Mét khèi láng luền ệđĩc giắi hỰn bẻi mét bÒ mẳt râ rỷt. Cã nhiÒu hiỷn tđĩng liến quan ệạn bÒ mẳt
ChÊt láng lộ chÊt ẻ thÓ láng. ChÊt láng chờy ệđĩc vộ khã nĐn. Mét khèi chÊt láng cã thÓ tÝch xác định và có hình dạng của bình đựng.
C hÊt láng
H iỷn tđĩng cẽng bÒ mẳt cựa chÊt láng
53 53
Thời gian một phân tử dao động quanh một vị trí cân bằng tạm thời
ệđĩc gải lộ thêi gian cđ tró. Khoờng thời gian này có độ lớn trung bình vào bậc 10−11s. Nhiệt độ càng cao thì thời gian cð trú càng ngắn. ởnhiệt
độ không cao, chất lỏng có cấu trúc gần với chất rắn vô định hình. Tuy nhiên thời gian cð trú ở chất rắn vô
định hình lớn hơn rất nhiều so với ở chÊt láng.
Hừnh 53.1Cịi kim nữi trến mẳt nđắc
Hình 53.2Thí nghiệm với màng xà phòng
khối lỏng, chẳng hạn nhð : một cái kim dính mỡ có thÓ nữi trến mẳt nđắc (Hừnh 53.1), giảt nđắc cã dạng gần hình cầu, bong bóng xà phòng có dạng hừnh cẵu,... TÊt cờ cịc hiỷn tđĩng trến ệÒu liến quan
ệạn hiỷn tđĩng cẽng bÒ mẳt cựa chÊt láng. Bẹy giê chóng ta khờo sịt hiỷn tđĩng nộy.
a) Thí nghiệm với màng xà phòng
Dụng cụ thí nghiệm và cách tạo màng xà phòng
ệđĩc thÓ hiỷn ẻ Hừnh 53.2.
Màng xà phòng là một lớp mỏng dung dịch xà phòng. Nếu bây giờ ta để màng xà phòng nằm ngang thì ta sẽ quan sát thấy thanh CD bị kéo về phía cạnh ABdo màng xà phòng thu bé diện tích lại (H×nh 53.2b).
b) Lực căng bề mặt
Hiỷn tđĩng thanh CD dỡch chuyÓn sỳ giời thÝch
ệđĩc nạu ta cho rỪng bÒ mẳt chÊt láng gièng nhđ một màng căng, nó gây ra lực tác dụng lên thanh CD. Lùc nộy ệđĩc gải lộ lùc cẽng bÒ mẳt.
Lùc cẽng bÒ mẳt ệẳt lến ệđêng giắi hỰn cựa bÒ mẳt vộ vuềng gãc vắi nã, cã phđểng tiạp tuyạn vắi bÒ mẳt cựa khèi láng vộ cã chiÒu hđắng vÒ phía màng bề mặt khối lỏng gây ra lực căng đó.
Ngđêi ta cã thÓ ệo ệđĩc lùc nộy bỪng thùc nghiệm và thấy rằng :
Độ lớn của lực căng bề mặt F tác dụng lên một
ệoỰn thỬng cã ệé dội l cựa ệđêng giắi hỰn bÒ mẳt tỉ lệ với độ dài l :
(53.1) σlà hệ số tỉ lệ có độ lớn phụ thuộc vào bản chất và nhiỷt ệé cựa chÊt láng vộ ệđĩc gải lộ hỷ sè cẽng bÒ mặt (hay suất căng bề mặt) của chất lỏng.
Đơn vị đo σlà niutơn trên mét (N/m).
ậđêng giắi hỰn nãi ẻ trến cã thÓ lộ ệđêng biến,
ệđêng phẹn chia nộo ệã trến bÒ mẳt khèi láng.
F =σl
Tính chất thu nhỏ diện tích bề mặt của khèi láng nờy sinh tõ lùc tđểng tịc giọa các phân tử ở lớp bề mặt với các phân tử khác ở trong lòng chất lỏng. Hình 53.3 cho ta thấy rằng một phân tử ở lớp bề mặt chỡu cịc lùc hót hđắng vÒ mét nỏa khềng gian phÝa dđắi mẳt chÊt láng. Nhđ vẺy phẹn tỏ nộy chỡu mét hĩp lùc hđắng vộo trong lòng khối lỏng. Do vậy diện tích bề mẳt cựa khèi láng cã xu hđắng giờm ệạn nhá nhÊt cã thÓ ệđĩc vộ gẹy ra nhọng hiỷn tđĩng nhđ ệở thÊy ẻ trến.
Hình 53.3Minh hoạ các lực tác dụng lên một phân tử ở bề mặt
Do cã xu hđắng nhđ trến, nến cịc khèi chất lỏng khi không chịu tác dụng của ngoại lực (trọng lực chẳng hạn) đều có dạng hình cầu, vì hình cầu là hình có diện tích mặt ngoài nhỏ nhất ứng với một thể tÝch nhÊt ệỡnh. VÝ dô, giảt nđắc rểi tù do hay các giọt anilin lơ lửng trong dung dịch nđắc muèi cã khèi lđĩng riếng bỪng khèi lđĩng riếng cựa anilin (Hừnh 53.4) ệÒu cã dạng hình cầu.
Một khung hình chữ nhật làm bằng dây thép mảnh có cạnh CDdi chuyển dễ dàng dọc theo hai cạnh BCvà AD(Hình 53.2). Nhúng thỬng ệụng khung nộy vộo nđắc xộ phưng răi lÊy ra nhứ nhộng thừ ta ệđĩc mét mộng xộ phòng hình chữ nhật (Hình 53.2a).
Ví dụ, muốn đo lực căng bề mặt của màng xà phòng ta có thể lắp đặt dụng cụ nhð ở Hình 53.2c. Thanh CDphời ệự mờnh ệÓ trảng lđĩng của nó nhỏ hơn lực căng bề mặt của màng xà phòng tác dụng lên thanh. Ta móc thêm các gia trọng để cân bằng với lực căng bề mặt.
Trong thí nghiệm ở Hình 53.2c thì llà độ dài của thanh CD, do đó độ lớn của lực căng là :
F= 2σl (53.2)
ởvế phải xuất hiện hệ số 2 là vì màng xà phưng lộ mét khèi nđắc xộ phưng dứt, nã cã hai bÒ mẳt (mẳt trđắc vộ mẳt sau, xem Hừnh 53.2c). ậđêng giắi hỰn ẻ ệẹy lộ hai ệđêng tiạp giáp của màng xà phòng với thanh CD (một
ệđêng ẻ mẳt trđắc vộ mét ệđêng ẻ mẳt sau).
Bảng 1
Hệ số căng bề mặt của một số chất lỏng
Hãy cho biết hình dạng bề mặt ngoài của vỏ bong bóng xà phòng.
Hình 53.4 Các giọt anilin hình cầu lơ lửng trong nđắc muèi
Hãy cho biết hình dạng bề mặt ngoài của bọt khí trong chất lỏng.
C3 C2
Các chất σ(.10−3N/m) Nđắc (ẻ 20oC) 72,8 Dung dịch xà phòng 40,0
Thuû ng©n 470,0
Rđĩu 24,1
1. Hãy nêu lên hai đặc trðng của cấu trúc chất lỏng.
2. Mô tả chuyển động nhiệt ở chất lỏng.
3. Hởy cho biạt hđắng vộ ệé lắn cựa lùc cẽng bÒ mẳt.
1. Mét cảng rểm dội 8,0 cm nữi trến mẳt nđắc. Ngđêi ta nhá dung dỡch xộ phưng xuèng mét bến mẳt nđắc cựa cảng rểm vộ giờ sỏ nđắc xộ phưng chử lan ra ẻ mét bến mộ thềi. Hái cảng rểm chuyÓn
động về phía nào ? Tại sao ?
Lực tác dụng vào cọng rơm là bao nhiêu ?
2. ậÓ xịc ệỡnh hỷ sè cẽng bÒ mẳt cựa nđắc, ngđêi ta dỉng mét èng nhá giảt mộ ệẵu dđắi cựa èng cã ệđêng kÝnh trong 2 mm. Khèi lđĩng cựa 40 giảt nđắc nhá xuèng lộ 1,9 g. Hởy tÝnh hỷ sè cẽng bÒ mẳt cựa nđắc nạu coi trảng lđĩng cựa mẫi giảt nđắc rểi xuèng võa ệóng bỪng lùc cẽng bÒ mẳt
ệẳt lến vưng trưn trong ẻ ệẵu dđắi cựa èng nhá giảt.
bài tập c©u hái
Tại sao kim dính mỡ có thể nữi trến mẳt nđắc ?
Ngđêi ta cưn phẹn biỷt mục ệé dÝnh đắt, ệã lộ dÝnh đắt hoộn toộn vộ dÝnh đắt khềng hoộn toộn. ậèi vắi sù khềng dÝnh đắt còng vẺy.
Sù dÝnh đắt giọa nđắc vộ thuũ tinh thđêng ệđĩc coi lộ dÝnh đắt hoộn toộn, cưn sù khềng dÝnh đắt giữa thuỷ ngân và thuỷ tinh cũng thđêng ệđĩc coi lộ khềng dÝnh đắt hoộn toộn. Trong phỰm vi chđểng trình phổ thông ta chỉ khảo sát sự dÝnh đắt (hay khềng dÝnh đắt) hoộn toàn.
Hình 54.1Tuyển quặng
C1