Тема уроку: Явище змочування. Капілярність
Мета: з’ясувати суть явищ змочування і капілярності. Ознайомити учнів із застосуванням явищ змочування і незмочуваня в природі і техніці. Розвивати в учнів допитливість, логічне мислення, уміння самостійно робити висновки, пізнавальний інтерес учнів до вивчення фізики. Виховувати почуття відповідальності за результати спільної роботи, уміння працювати в групах.
Матеріальне забезпечення: алюмінієва, мідна, скляна, парафінова пластинки, соняшникова олія, вода.
Тип уроку: урок удосконалення знань та формування вмінь розв’язувати вправи.
Хід уроку
I. Підготовчий етап (1-2 хв.)
Повідомлення мети і задач уроку, формування шести груп учнів.
II. Активізація розумової діяльності
Фізичний словарик
-капіляр (лат)-волосяний;
-меніск (грец) – місячний серп;
- флотація (англ..)-вспливание
III. Інформаційний блок
Домашнім завданням учнів на цей урок було – підготувати повідомлення по заданому переліку тем.
« Дослід Плато»
Ми звикли вважати, що рідини не мають ніякої власної форми. Це невірно. Форма будь-якої рідини – куля. Звичайно сила тяжіння заважає рідині приймати цю форму. Рідина або розтікається тонким шаром, якщо нема посудини, або приймає форму посудини. Якщо ж рідина знаходиться всередині рідини такої ж густини, рідина приймає звичайну кулеподібну форму.
Оливкова олія спливе на поверхню води, але потоне у спирті. Можна приготувати таку суміш води і спирту, в якій олія буде у стані рівноваги. Введемо за допомогою скляної трубки або шприца у суміш води і спирту кілька крапель олії: олія збереться в одну кулеподібну краплю, яка буде висіти нерухомо у рідині. Якщо пропустити через центр цієї кульки проволоку і обертати її, то ця масляна куля починає сплющуватися, а потім, через кілька секунд, від неї відділяється коло з маленьких кулеподібних краплинок олії.
Цей дослід вперше провів бельгійський фізик Плато.
У гігантських масштабах це явище можна спостерігати у нашої зорі Сонця, планет-гігантів. Обертаються ці небесні тіла навколо своєї осі дуже швидко. У результаті такого обертання тіла сплюснуті на полюсах.
IV. Експериментальна задача з обговоренням в групах (7 хв.)
Практична робота 1. «Вивчення форми рідини в звичайних умовах»
Прилади і матеріали: алюмінієва, мідна, скляна, парафінова пластинки, сояшникова олія, вода.
Зміст і метод виконання
Будь-яка рідина , на яку не діє сила тяжіння, приймає свою звичайну форму кулеподібну падаючи, краплі дощу приймають форму кульок. Дробинки – це – крапельки свинцю, що захолонув. Викривлену поверхню рідини називають меніском. Якщо вода потрапила на поверхню, змащену жиром, утворює кулеподібні краплі, т.я. незмочує жир, а якщо потрапить на чисте скло, розтікається, т.я. змочує скло.
Хід роботи
1.                Помістити краплі води та олії на алюмінієву, мідну, скляну та парафінову пластинки.
2.                Розглянути та замалювати форму крапель.
3.                Зробити висновок про взаємодію молекул рідини і твердого тіла.
4.                Результати занести у таблицю.

Досліджувана пара рідина-тверде тіло	Схематичний малюнок	Висновок
Олія на алюмінієвій пластинці
Олія на мідній пластинці
Олія на скляній пластинці
Олія на парафіновій пластинці
Вода на алюмінієвій пластинці
Вода на мідній пластинці
Вода на скляній пластинці
Вода на парафіновій пластинці

Роль поверхневих явищ у природі
Роль поверхневих явищу природі різноманітна. Наприклад, поверхнева плівка води для багатьох організмів є опорою при русі. Така опора руху зустрічається у дрібних комах, павукоподібних. Найбільш відомі водоміри, які опираються на воду тільки кінцівками широко розставлених лапок.
Лапка, покрита воскоподібним нальотом, не змочується водою, поверхневий шар води прогинається під тиском лапки, утворюючи невелику заглибину. Подібним чином рухаються берегові павуки деяких видів, але їх лапки розміщуються не паралельно до поверхні води, а під прямим кутом до неї.
Деякі тварини, що живуть у воді, але не мають зябра, підвішуються знизу до поверхневої плівки води за допомогою не змочуваних щетинок, які оточують їх органи дихання. Таким способом «користуються» личинки комарів ( у тому числі і малярійних).
Пір’я і пух водоплаваючих птахів завжди щільно змазане жиром, що виділяється особливими залозами, що пояснює їх незмочуваність. Товстий шар повітря, що знаходиться між пір’ям у таких птахів, не тільки захищає їх від втрати тепла, але й суттєво збільшує запас плавучості, подібно до рятувального жилета.
Воскоподібний наліт на листках перешкоджає попаданню вологи в мікро канали, які виконують роль дихальних шляхів рослин. Таку ж водонепроникну функцію виконує воскоподібний наліт у солом’яної покрівлі, копиці сіна.
Капілярні явища у рослинному світі
Капілярні явища у рослинному світі
Більшість рослинних і тваринних тканин пронизано великою кількістю капілярів. Саме в капілярах відбуваються основні процеси, пов’язані з диханням і живленням організму, уся складна хімія життя тісно пов’язана з дифузними явищами. Стовбури дерев, гілки та стебла рослин пронизані величезною кількістю капілярних трубочок, по яких поживні речовини піднімаються до найвищих листочків. Коренева система рослин закінчується найтоншими капілярами-ниточками. І сам ґрунт, джерело живлення для кореня, можна уявити як сукупність капілярних трубочок, по яких в залежності від структури і обробки швидше або повільніше піднімається до поверхні вода з розчиненими в ній речовинами. Висота підйому рідини в капілярах тим більша, чим більший його діаметр. Звідси робимо висновок, що для збереження вологи ґрунт треба перекопувати, а для осушення – трамбувати.
Кровоносні судини
Усе тіло людини пронизують кровоносні судини. За будовою вони не однакові. Артерії це судини, по яким рухається кров від серця. Вони мають пружні еластичні стінки, до складу яких входять гладкі м’язи.
Скорочуючись, серце викидає в артерію кров під великим тиском. Завдяки щільності і пружності стінки артерії витримують цей тиск і розтягуються.
Чим більша відстань від серця, тим діаметр артерій зменшується. Маленькі артерії розпадаються на капіляри. Їх стінки утворені одним шаром плоских клітин. Крізь стінки капілярів речовини, розчинені в плазмі крові, проходять в тканинну рідину, а з неї попадають в клітини. Продукти життєдіяльності клітин проникають крізь стінки капілярів з тканинної рідини у кров. В організмі людини приблизно 150 млрд. капілярів. Якщо усі капіляри розмістити в одну лінію, тонею можна охопити земну кулю два з половиною рази. Кров з капілярів збирається у венах – судин, по яких кров рухається до серця. Тиск у венах невеликий, стінки тонші за стінки артерій.
V. Перевірка знань і вмінь
Учні працюють в групах
1 група
1.                На початку 5 ст. до н. е. в районі Дворіччя керамічного посуду ще не існувало. Для зберігання води використовували вириті в землі і обмазані зсередини глиняні ями. Щоб глина не пропускала воду, всередині розпалювали багаття. Пізніше з’явився грубий глиняний посуд. Але розвиток кераміки був пов'язаний з появою гончарного круга і печі для обпалювання. З цього ж часу керамічний посуд почали розписувати. З якою метою ями обпалювали зсередини?

   ( при обпалюванні руйнуються капіляри)
2.                Загадка: їду, їду – нема сліду (плавання по воді). Чому на воді не залишається сліду? (на молекули води на поверхні рідини діють сили поверхневого натягу. В результаті їх дії поверхня рідини вирівнюється).
2 група
1.                Кожен бронх закінчується мікроскопічними пухирцями (альвеолами), оточеними густою сіткою кровоносних судин. Альвеоли, кількість яких у дорослої людини нараховується біля 300 мільйонів. Представляють собою бульбашки, наповнені повітрям. Середній діаметр альвеол – приблизно 0,1 мм, а товщина стінок 0,4 мкм. Загальна поверхня альвеол в легенях людини становить біля 90 мІ.
Визначити енергію поверхневого натягу для однієї альвеоли. Оцінити сили поверхневого натягу , які діють в легенях людини. (0, 57 мкДж, 23 мкН)
2.                Грузинська приказка: «Упадеш у воду – сухим не вийдеш». Чому людина не виходить з води сухою? Що треба зробити, щоб шкіра у воді не намокла? (вода гарно змочує шкіру. Щоб вода не змочувала шкіру, її необхідно натерти речовиною, яка не змочується водою)
3 група
1.                Стовбури дерев, гілки рослин пронизані великою кількістю капілярних трубочок, по яких поживні речовини піднімаються до самих верхніх листочків. Коренева система рослин, в свою чергу, закінчується найтоншими капілярами.
Які розміри повинні мати капіляри, щоб підняти воду на висоту 30 м – висоту середньої сосни? Яку роботу при цьому виконують сили поверхневого натягу? (49 мкм, 55 мкДж)
2.                Російська приказка «Як з гусака вода». Чому вода з гусака скочується? (Гусак, як і більшість водо плаваючих птахів, за допомогою дзьобу змазує своє пір’я жиром, який виділяють особливі залози тому пір’я не змочується водою)
4 група
1.                Водяний павук, який широко поширений у Європі, мешкає в стоячих або слабо проточних водах. Поверхня його черевця не змочується водою. Коли він спускається на глибину, захоплює з собою повітряну оболонку, яка знаходиться навколо пухирця. Це повітря надає йому запас плавучості і допомагає повернутися на поверхню.
Як пояснити змочування (незмочування рідиною твердого тіла? (змочування пояснюється тим, що сили притягання між молекулами рідини і твердого тіла більші за сили притягання між молекулами рідини)
2.                Як пояснити миючу властивість мила?
(мильний розчин краще змочує поверхню шкіри і за рахунок сил поверхневого натягу вбирає в себе частинки бруду)
5                   група
1.                Визначити висоту, на яку під дією сил поверхневого натягу піднімається вода в стеблі рослини, діаметр капілярів якої 0,2мм. Чи можна вважати капілярність єдиною причиною підйому води по стеблу рослини?
(146      мм)
2.                Яку роль у житті рослин відіграє восковий наліт на поверхні листя?
3.                Як пояснити водонепроникність солом’яної покрівлі?
Тестові завдання
1.                В яких одиницях вимірюють коефіцієнт поверхневого натягу?
А) 1Н/м Б) 1 Н∙м В) 1 м/Н
2. Після дощу на листі окремих рослин вода збирається у формі невеликих кульок. Це відбувається тому, що:
А) вода не змочує поверхні листків цих рослин
Б) вода змочує поверхні листків цих рослин
В) інша відповідь
3. У скляній капілярній трубці рідина опустилася дещо нижче рівня рідини в посудині. Чи змочує ця рідина скло?
А) так
Б) ні
В) інша причина
4. В змочувальну рідину опустили два капіляри. Радіус першого в 2 рази більший за радіус другого. Порівняйте висоту стовпчиків рідини в капілярах.
А) однакові
Б) в першому в 2 рази більший, ніж у другому
В) у другому в 2 рази більший, ніж у першому
5. У якої води – чистої чи мильної – поверхневий натяг більший?
А) у чистої
Б) у мильної
В) однаковий
6. У посудину з гарячою водою занурена капілярна трубка. Як зміниться рівень води в трубці при охолодженні води?
А) залишиться без змін
Б) буде знижуватися
В) буде підвищуватися
7. Скляну пластину прикріпили до динамометра. Цією пластиною доторкнулись до поверхні рідини і відірвали. Для якої з рідин – ртуті чи гасу – динамометр покаже більшу силу в момент відриву?
А) для ртуті
Б) для гасу
В) сила однакова
8.Коефіцієнт поверхневого натягу залежить від:
А) температури
Б) маси речовини
В) густини речовини
8. Пір’я водоплавних птахів покрите тонким шаром жиру. Яку роль відіграє цей захисний шар у житті птахів?
А) шар жиру слабо проводить тепло
Б) пір’я не змочується водою
В) забезпечує міцність пір’я
9. Чому вода в кабіні космічного корабля, який рухається по навколоземній орбіті при вимкнених двигунах, плаває в повітрі у вигляді кулястих крапель?
А) тому, що на краплі не діє сила тяжіння
Б) тому, що на краплі діють сили поверхневого натягу
В) тому, що сила тяжіння, яка діє на краплю, зрівноважена її вагою
10. Чи зміниться висота підняття води в капілярі, якщо у воді розчинити цукор?
А) так
Б) ні
В) залежно від радіуса
11. З якою метою перед тим, як мурувати стіни будинку, на його фундамент кладуть толь або руберойд?
А) щоб покращити теплоізоляцію
Б) щоб забезпечити електроізоляцію стін від землі
В) щоб запобігти капілярному підняттю вологи із ґрунту
VI Підсумок уроку
При вивченні природних явищ, поведінки тварин і людини можна знайти багато практичних і цікавих явищ. Сьогодні на уроці ми розглянули лише декілька. Ця тема велика і значима , інтерес до неї завжди великий і звичайно, за один урок пізнати все неможливо. Можливо, у вас з’явиться інтерес і ви з книг або за допомогою комп’ютера захочете знайти ще якісь відповіді на свої запитання.
Дорогі діти! Ви бажаєте відкривати якісь таємниці природи - Землі і людини, атмосфери і живої природи, звірів і птахів, трави і дерев. Багато питань стає перед вами. І головне з них: як добитися того, щоб не зникали природні багатства? Це питання – одне з найважливіших, які стоять перед людством, а значить перед кожним з вас. Берегти Землю, воду, повітря – святий обов’язок кожного, але тільки пізнання і практичне використання усіх законів природи допоможе розв’язати багато проблем.
VII. Домашнє завдання
Опрацювати параграф 49.

Підготувати повідомлення «Практичне використання явищ змочування та капілярності в народному господарстві»
СКАЧАТЬ