hiện tượng bề mặt của chất lỏng

Chuyên đề : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG trang A – LÝ THUYẾT Câu 1: Lực căng bề mặt của chất lỏng có phương, chiều và độ lớn như thế nào? Câu 2: Hệ số căng bề mặt của chất lỏng có phụ thuộc nhiệt độ của chất lỏng đó không? Câu 3: Mặt ngoài của vỏ bong bong xà phòng có hình dạng như thế nào? Tại sao lại có hình dạng như vậy? Câu 4: Tại sao những giọt dầu nổi trên mặt nước lại có dạng hình cầu? Câu 5: Thả nổi hai que diêm nằm song song trên mặt nước yên tĩnh. Nếu nhỏ nhẹ vài giọt xà phòng xuống mặt nước ở khoảng giữa hai que diêm thì hai que diêm sẽ đứng yên hay chuyển động? vì sao? Câu 6: Tại sao chiếc đinh ghim mỡ có thể nổi trên mặt nước? Câu 7: Tại sao nước mưa không lọt qua được các lỗ nhỏ trên ô dù hoặc tấm vải bạt? Câu 8: Đổ nước vào một cốc thủy nhinh có thành nhẵn. Bề mạt của nước ở sát thành cốc có dạng như thế nào? Câu 9: Khi nào thì xảy ra hiện tượng dính ướt và không dính ướt? Câu 10: Hiện tượng mao dẫn là gì? Câu 11: Hai ống làm bằng thủy tinh có đường kính nhỏ khác nhau được cắm thẳng đứng vào trong bình nước. Hỏi mực nước trong hai ống dâng lên hay hạ xuống so với mực nước của bình? Ống nào dâng lên hay hạ xuống nhiều hơn? Câu 12: Hiện tượng gì xảy ra khi cắm thẳng đứng hai ống làm bằng thủy tinh có đường kính nhỏ khác nhau vào trong bình đựng thủy ngân? Câu 13: Tại sao về mùa nắng các cây trồng lâu năm tuy không được tưới nước mà vẫn xanh tươi? Câu 14: Tại sao có thể dung thiếc để hàn sát không hàn nhôm? Câu 15: Tại sao trên một số lá cây(lá sen, lá khoai môn…) sương có thể đọng thành những giọt tròn, còn một số lá cây khác thì ướt sương? Câu 16: Tại sao không thể dùng bút máy hoặc bút bi thông thường để viết chữ trên mặt tờ giấy bị thẩm dầu hoặc mỡ? Câu 17: Những chất lỏng nào có thể rót vào cốc đầy hơn mép cốc? Câu 18: Tại sao một số gia cầm như vịt, ngan,… lại nổi được ở trên mặt nước? Câu 19: Tại sao người ta phải xẻ rãnh nhỏ ở dầu ngòi bút và dọc theo than thanh nhựa dùng để nêm chặt ngòi và cổ bút máy? Câu 20: Tại sao người ta lại dùng bấc đèn bằng vải cho lại đèn thắp sáng dùng dầu hỏa? TVG Những gì trái tim không để tâm tới thì đôi mắt cũng không nhìn thấy được. 1 Chuyên đề : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG trang B – BÀI TẬP Dạng 1: Lực căng mặt ngoài Câu 1: Một vòng dây đường kính d = 0,8cm được dìm nằm ngang trong một chậu dầu, người ta đo được lực phải tác dụng thêm do lực căng bề mặt là 9,2.10 -3 N. Tính hệ số căng bề mặt của dầu. Câu 2: Thực hiện tính toán cần thiết để trả lời câu hỏi sau: a. Tính lực căng mặt ngoài lớn nhất tác dụng lên quả cầu khi nó đặt trong nước. Biết bán kính của quả cầu là 0,2mm, suất căng mặt ngoài của nước 0,05N/m và quả cầu có mặt ngoài hoàn toàn không bị nước làm dính ướt. b. Tính suất căng mặt ngoài của nước. Nếu dùng ống nhỏ giọt có đầu nút với đường kính 0,5mm có thể nhỏ giọt với độ chính xác 0,02g. Lấy 2 10 /g m s= Đáp số: 4 ax 0,628.10 ; 0,127 / m F N N m σ − = = Câu 3: Một vòng nhôm mỏng, bán kính 7,8cm và trọng lượng 2 7.10 N − tiếp xúc với dung dịch xà phòng. Hỏi hải cần một lực bằng bao nhiêu để có thể đứt vòng ra khỏi dung dịch? Đáp số: 2 11,4.10f N − = Câu 4: Có 3 4cm dầu lỏng chảy qua ống nhỏ giọt thành 304 giọt dầu. Đường kính của lỗ ở đầu ống nhỏ giọt la 1,2mm, khối lượng riêng của dầu 3 900 /kg m . Tìm hệ số căng mặt ngoài của dầu. Đáp số: 0.03 /N m Câu 5: Qua ống nhỏ giọt, một lượng nước ở nhiệt độ 0 10 C chảy thành 30 giọt, nhưng cũng một lượng nước như thế ở 0 63 C thì chảy thành 34 giọt. Hỏi hệ số căng mặt ngoài đã thay đổi như thế nào trong hai trường hợp đó. Giả sử rằng khối lượng riêng của nước thay đổi không đáng kể, nghĩa là bỏ qua sư dãn nở vì nhiệt của nước. Đáp số: 1,13≈ Câu 6: Một que diêm nổi trên mặt nước. Nhiệt độ của nước là 0 18 C . Nếu ở một bên của que diêm ta đổ một cách cẩn thận dung dịch xà phòng vào thì que diêm sẽ chuyển động. Hỏi que diêm sẽ chuyển động về phía nào? Tìm lực đẩy vào que diêm. Biết rằng ở 0 18 C , hệ số căng mặt ngoài của nước là 3 74.10 /N m − , của dung dịch xà phòng là 3 40.10 /N m − Đáp số: 5 196.10F N − = TVG Những gì trái tim không để tâm tới thì đôi mắt cũng không nhìn thấy được. 2 Chuyên đề : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG trang Dạng 2: hiện tượng mao dẫn Câu 1: Thực hiện các tính toán cần thiết để trả lờn các câu hỏi sua : a. Xác định suất căng mặt ngoài của nước, nếu trong ống mao dẫn có đường kính 0,6mm độ cao của chất lỏng bằng 47cm. Khối lượng riêng của nước 3 3 2 10 / , 10 /kg m g m s= b. Tính độ cao cột chất lỏng dâng lên của rượu trong ống mao dẫn có bán kính 0,2mm. Biết suất căng mặt ngoài của rượu là 2 2.10 /N m − và khối lượng riêng 3 2 800 / ; 10 /kg m g m s= Đáp số: 2 0,6.10 / ; 2,5 .N m h cm σ − = = Câu 2: Một ống mao quản dài, hở cả hai đầu, bán kính 1mm, được đổ đầy nước và dựng thẳng đứng. Hãy xác định độ cao của cột nước còn lại trong ống mao quản. Độ dày của thành ống có thể bỏ qua. Đáp số: 0,03h m= Câu 3: Người ta gắn một ống mao quản có thành rất mỏng và đòn cân, và điều chỉnh cho cân thăng bằng. Cho nước ( đựng trong cốc) chạm vào đầu dưới của ống mao quản và khi đó, muốn cho đòn cân thăng bằng, ta cần them vào một phía đòn cân một trọng lượng 3 1,323.10P N − = . Hãy xác định bán kính của ống mao quản. Hệ số căng mặt ngoài của nước 3 74.10 /N m − Đáp số: 1,5r mm≈ Câu 4: Các đường kính trong của hai ống mao quản thông nhau là 0,5mm và 3mm(hình vẽ). Đổ rượu vào các ống thì độ chênh lệch giữa hai mức rượu dâng lên trong ống đó là bao nhiêu? Đáp số: 1,8h cm≈ Câu 5: Một ống mao quản có bán kính r được nhúng vào một chất lỏng làm dính ướt, có hệ số căng mặt ngoài α và khối lượng riêng . ρ Hãy tính công do lực căng thực hiện để kéo chất lỏng ở trong ống lên và so sánh công đó với kết quả tính toán độc lập về dự trữ thế năng của khối chất lỏng đã dâng lên trong ống. Giải thích sự khác nhau giữa hai kết quả đó. Đáp số: 2 4 ; . 2 A A U g πα ρ = = Câu 6: Một ống mao quản có bán kính trong r=0,05cm và hàn ở đầu trên. Người ta nhúng ống xuống nước theo phương thẳng đứng, đầu hở ở dưới. Hỏi độ dài của ống phải là bao TVG Những gì trái tim không để tâm tới thì đôi mắt cũng không nhìn thấy được. 3 Chuyên đề : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG trang nhiêu để cho ở các điều kiện đó, nước dâng lên trong ống một độ cao h=1cm? Áp suất của không khí là 0 1p at= . Hệ số căng mặt ngoài của nước 3 74.10 /N m α − = Đáp số: 0 552 2 p rh l h cm grh α ρ = + = − Câu 7: Một ống mao quản hở hai đầu có dường kính trong 0,4mm. Người ta đổ đầy nước vào ống mao quản và để nó ở vị trí thẳng đứng. Phần nước nhô ra khỏi đầu dưới của ống có dạng chỏm cầu, bán kính 2mm. Hãy xác định độ cao h của cột nước trong ống. Hệ số căng mặt ngoài của nước 3 74.10 /N m α − = khối lượng riêng của nước 3 1000 / .kg m ρ = Đáp số: 8,1h cm= Câu 8: Khi làm dính ướt một vật rắng bằng một chất lỏng, lực hút giữa các phân tử của chất lỏng và của vật rắn lớn hơn lực hút giữa các phân tử chính chất lỏng đó. Nước là dính ướt thủy tinh, nhưng thủy ngân không làm dính ướt thủy tinh. Tại sao khi dứt bản thủy tinh ra khỏi mặt thủy ngân lại phải dùng một lực lớn hơn khi dứt bản đó ra khỏi mặt nước? Câu 9: Người ta làm thí nghiệm sau: Đặt một miếng gỗ phủ một lớp paraffin xuống đáy một cốc thủy tinh, giữ nó bằng một que đan và đổ nước vào đầy cốc. Nếu bỏ que đan ra, miếng gỗ không nổi lên. Phải chăng định luật Acsimet bị vi phạm? Câu 10: Một khung dây đồng hình chữ nhật nằm ngang có cạnh dễ trượt, dài 8cm, căng một màng xà phòng. Đường kính của dây đồng CD phải là bao nhiêu để nó cân bằng? Nếu nó dịch chuyển một đoạn 1,5cm thì công thực hiện là bao nhiêu? Cho biết động có khối lượng riêng 3 1000 / ,kg m ρ = hệ số căng mặt ngoài của xà phòng là 0,04N/m. Đáp số: 5 1,2 ; 9,6.10d mm A J= = Câu 11: Hai ống mao quản có đường kính khác nhau được nhúng vào ete, sau đó vào dầu hỏa. Hiệu số độ cao của các cột ete dâng lên trong hai ống mao quản là 2,4mm, của các cột dầu hỏa là 3mm. Hãy xác định hệ số căng mặt ngoài dầu hỏa, biết hệ số căng mặt ngoài của ete là 0,017N/m Đáp số: , , 1 2 1 2 '( ) ' . 0,0243 / ( ) h h N m h h ρ α α ρ − = = − TVG Những gì trái tim không để tâm tới thì đôi mắt cũng không nhìn thấy được. 4 . HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG trang A – LÝ THUYẾT Câu 1: Lực căng bề mặt của chất lỏng có phương, chiều và độ lớn như thế nào? Câu 2: Hệ số căng bề mặt của chất lỏng có phụ thuộc nhiệt độ của. Chuyên đề : CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG trang Dạng 2: hiện tượng mao dẫn Câu 1: Thực hiện các tính toán cần thiết để trả lờn các câu hỏi sua : a. Xác định suất căng mặt ngoài của nước, nếu. cao của chất lỏng bằng 47cm. Khối lượng riêng của nước 3 3 2 10 / , 10 /kg m g m s= b. Tính độ cao cột chất lỏng dâng lên của rượu trong ống mao dẫn có bán kính 0,2mm. Biết suất căng mặt ngoài của