Капілярність

Схема досліду з визначення капілярності води

Капілярною дією, або капілярністю, називають поведінку рідин, яку вони виявляють у контакті з так званими капілярами. Капіляри - це загалом вузькі трубки, а також щілини й порожнини у твердих тілах.

Капілярність виникає через поверхневий натяг рідини й через натяг на межі поділу рідини і твердої поверхні.

Класичний приклад капілярності - занурена у воду скляна трубочка, у якій вода піднімається на певну висоту проти сили тяжіння.

Попередні знання

Учні вже мають володіти основними знаннями про виштовхувальну силу й плавання, а також про гідростатичний тиск. Крім того, добре, якщо вони вже знають про густину матеріалів і рідин.

Принцип

Принцип, який стоїть за капілярною дією, спирається на поверхневий натяг самої рідини (когезія) і на натяг на межі поділу, що діє між рідиною і змоченою поверхнею (адгезія).

Навчальна мета

Учні мають зрозуміти, що натяг між рідиною і твердим тілом може змушувати рідину підніматися вузькими трубками проти сили тяжіння.

Завдання

У цьому досліді учні мають занурити у воду чотири скляні трубочки з різними внутрішніми діаметрами і поспостерігати, чи піднімається вода і на яку висоту.

Зауваження: висоту підняття значно легше зчитати, якщо додати у воду кілька крапель харчового барвника.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

Високі дерева в лісі

У людському тілі кров жене серцевий м'яз. А от дерева такого органа не мають. Щоб листя і на висоті 100 метрів діставало воду й поживні речовини, дерева послуговуються так званою капілярністю.
Капілярність - надзвичайно цікаве фізичне явище: воно виникає у вузьких трубках чи щілинах у твердих тілах і змушує рідину підніматися проти сили тяжіння. Ти напевно вже спостерігав капілярний ефект, занурюючи у воду аркуш паперу, або на свічці, коли розплавлений віск піднімається ґнотом.
У цьому досліді ти дослідиш капілярність за допомогою вузьких скляних трубок, занурених у воду.

У цьому досліді ти дослідиш капілярну дію на прикладі води у тонких скляних трубках.

Для цього ти зануриш у воду чотири скляні трубочки з різними внутрішніми діаметрами і поспостерігаєш, чи піднімається вода і на яку висоту.

Складання штативної основи

Встановлення штативного стрижня

Затискання штативного стрижня

Кріплення тримача скляних трубок на штативному стрижні

Надінь тримач скляних трубок на стрижень 100 мм.

Закріпи капілярні трубки в тримачі, розташувавши їх за величиною внутрішнього діаметра.

Налий у хімічну склянку приблизно 500 мл води.

Хімічна склянка з водою і зануреними капілярами

Занурення скляних трубочок і вимірювання висот підняття

• Змочи всі чотири трубочки повністю: занур їх якомога глибше у воду, а потім витягни настільки, щоб вони заходили у воду лише кінчиками.
• Виміряй мірною стрічкою висоти підняття, тобто висоти стовпчиків води всередині чотирьох трубочок. Якщо рівень води погано видно, підклади за трубочки аркуш паперу.
• Запиши виміряні значення чотирьох висот у таблицю 1 у протоколі.
• Після вимірювання добре висуши капілярні трубки, видми з них залишки води, щоб не лишалося осаду.

Розбирання штативної основи

• Щоб розібрати штативну основу, натисни кнопки посередині й розтягни обидві половини.

Занурення скляних трубочок і вимірювання висот підняття

Запиши свої виміряні значення в таблицю. Внеси внутрішні діаметри трубок і відповідні висоти підняття . Потім обчисли обернені величини внутрішніх діаметрів.

Візьми аркуш паперу і побудуй на ньому графік. На цьому графіку відклади висоту підняття (вісь ) залежно від внутрішнього діаметра (вісь ).

Побудуй ще один графік, на якому відклади висоту підняття (вісь ) залежно від оберненої величини внутрішнього діаметра (вісь ).

Занурення скляних трубочок і вимірювання висот підняття

Занурення скляних трубочок і вимірювання висот підняття