BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Chương 5: CHẤT LỎNG

BÀI GIẢNG VẬT LÝ ĐẠI CƯƠNG Chương 5: CHẤT LỎNG Chương CHẤT LỎNG NỘI DUNG 5.1 ÁP SUẤT PHÂN TỬ 5.2 NĂNG LƯỢNG MẶT NGOÀI CỦA CHẤT LỎNG 5.3 HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Tương tác phân tử Để phân tử tách xa động Wđ phân tử phải ≥ Umin  Đối với trạng thái lỏng, Wđ ~ Umin, phân tử vừa dao động xung quanh vị trí cân bằng, vừa dịch chuyển toàn khối chất lỏng Áp suất phân tử  Lực tác dụng phân tử có tác dụng phân tử gần  Lấy phân tử làm tâm vẽ mặt cầu cho có phân tử bên mặt cầu tác dụng lên phân tử tâm  Mặt cầu bảo vệ  Phân tử sâu bên chất lỏng, lực hút cân  Phân tử nằm lớp ngoài, xuất hiên lực kéo vào bên  Áp suất phân tử Áp suất phân tử  Lực nén lớn không làm phân tử chất lỏng lại sát xuất lực đẩy chống lại  Không đo áp suất phân tử hướng vào lịng chất lỏng, khơng tác dụng lên thành bình Năng lượng mặt ngồi chất lỏng Năng lượng mặt chất lỏng:  Các phân tử chất lỏng lớp bên bị hút  Năng lượng phân tử gồm động chuyển động nhiệt lực hút phân tử bên  Muốn đưa phân tử từ sâu bên bên cần thực công chống lại lực hút phân tử (năng lượng phân tử bên lớn bên trong)  Năng lượng mặt chất lỏng: E  .S Với σ (J/m2) hệ số sức căng mặt Năng lượng mặt chất lỏng Sức căng mặt ngoài:  Hệ trạng thái cân bền cực tiểu  Chất lỏng trạng thái cân bên diện tích mặt ngồi nhỏ  Diện tích mặt ngồi có xu hướng tự co lại  Lực tác dụng vng góc với chu vi tiếp tuyến với mặt để giữ ngun tình trạng mặt ngồi gọi sức căng mặt F  .l Năng lượng mặt chất lỏng Sức căng mặt ngoài: Năng lượng mặt chất lỏng Hiện tượng dính ướt khơng dính ướt:  Xét hệ có ba chất giới hạn với rắn, lỏng, khí:  Hệ có cấu hình cực tiểu toàn phần  Đường cong giới hạn có dạng mặt vật rắn cho tổng hình chiếu lực căng mặt ngồi tác dụng lên phần tử đường cong kín phải khơng Năng lượng mặt ngồi chất lỏng Hiện tượng dính ướt khơng dính ướt: Năng lượng mặt ngồi chất lỏng Hiện tượng dính ướt khơng dính ướt: Hiện tượng mao dẫn Áp suất mặt khum:  Do tượng dính ướt hay khơng dính ướt, mặt ngồi chất lỏng đựng bình có dạng mặt khum Hiện tượng mao dẫn Áp suất mặt khum: Hiện tượng mao dẫn Áp suất mặt khum:  Áp suất phụ gây mặt khum: 2 p   R  Dấu “+” ứng với mặt khum lồi  Dấu “-” ứng với mặt khum lõm Hiện tượng mao dẫn Áp suất mặt khum:  Trường hợp tổng quát, áp suất phụ gây mặt khum:  1  p       R1 R  R1, R2 bán kính cong hai tiếp tuyến vng góc điểm xét Hiện tượng mao dẫn Hiện tượng mao dẫn: Hiện tượng mao dẫn Hiện tượng mao dẫn:  Trường hợp dính ướt, mặt khum lõm, áp suất phụ hướng lên làm mức chất lỏng ống dâng lên: p 2 2cos h   g Rg rg  Nếu dính ướt hồn tồn: 2 h rg  Tương tự với trường hợp khơng dính ướt Một số tập cần làm Bài tập chương 11 (Sách BT tập 1): 1, 2, 4, 6, 7, 9, 15 Một số tập ví dụ Ví dụ:Một khung làm kim loại cứng (Hình vẽ), cạnh trượt dài 15cm Khung phủ màng nước xà phịng có sức căng mặt ngồi 0,045 N/m Tính cơng cần thực để kéo cm Một số tập ví dụ Ví dụ: Tính cơng cần thực để thổi bong bóng xà phịng đạt đến bán kính cm Sức căng mặt ngồi nước xà phịng 4.10-2 N/m Áp suất khí 1,01.105 N/m2