Bài tiểu luận hiện tượng mao dẫn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHOA VẬT LÝ- LỚP LÝ 2B .. _ BÀI TIỂU LUẬN: HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Giảng viên : Nguyễn Thanh Loan Sinh viên: Đặng Thị Hồng Loan K40.102.041 Nguyễn Thị Diễm Trang K40.102.091 TP Hồ Chí Minh, tháng 10/2015 MỤC LỤC A MỞ ĐẦU B NỘI DUNG I HIỆN TƯỢNG MAO DẪN I.1 QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG .3 I.2 ĐỊNH NGHĨA I.3 GIẢI THÍCH I.4 TÍNH ĐỘ CHÊNH LỆCH CỦA MỰC CHẤT LỎNG DO MAO DẪN II MỘT SỐ VÍ DỤ VÀ ỨNG DỤNG VỀ HIỆN TƯỢNG MAO DẪN II.1 GIẤY THẤM, GẠCH THẤM, SỢI VẢI, II.2 ỨNG DỤNG LÀM ĐÈN DẦU II.3 ỨNG DỤNG LÀM BÚT MÁY .8 II.4 SỰ HÚT NƯỚC VÀ CHẤT DINH DƯỠNG CỦA CÂY- HOA NHUỘM MÀUPHƯƠNG PHÁP TRỒNG THỦY CANH .9 II.5 NƯỚC MẮT, HIỆN TƯỢNG Ù TAI, HIỆN TƯỢNG MÁU “SÔI” 10 II.6 TRONG NÔNG NGHIỆP 11 II.7 TRONG Y HỌC .12 II.8 TRONG THỦY VĂN 13 II.9 TRONG XÂY DỰNG 14 C KẾT LUẬN 16 TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Hiện tượng mao dẫn LỜI NÓI ĐẦU Như biết Vật Lý môn khoa học vô lí thú Các tượng vật lý dường xuất ứng dụng mặt đời sống Mục đích mơn học giúp cho học sinh hiểu đắn hoàn chỉnh, nâng cao vốn tri thức, tầm hiểu biết giới xung quanh người thông qua học, thực hành, Học Vật Lý để hiểu, để giải thích vấn đề tự nhiên, sống thơng qua việc tìm hiểu thuyết, định luật chi phối quy luật tự nhiên, đồng thời khởi nguồn, sở phát huy tính sáng tạo ứng dụng phục vụ đời sống người Nó thứ gia vị đời sống khơng thể thay cho thức ăn thiếu hiệu ăn uống Có người biết có người chưa biết biết thêm thấy giới kì diệu Có lẽ đời sống gặp nhiều tượng thú vị, tưởng chừng đơn giản thật không đơn giản chút Đặt câu hỏi tìm lời giải đáp khơng phải để thỏa mãn tính hiếu kì mà cịn có nhiều ý nghĩa Mặc dù nhiều điều đỗi bình thường xung quanh ngẫm nghĩ lại kì lạ khơng thể giải thích rõ kiến thức bình thường Thế Vật lý lại giúp ta giải thích, hiểu sâu rõ thắc mắc Có ta tự hỏi: Nước ln chảy từ chỗ cao đến chỗ thấp Vậy rễ lại hút nước chất dinh dưỡng từ đất sâu ni sống cây? Và có bạn nghe nói hoạt động mao dẫn? Hay bạn học với lí thuyết sng với suy nghĩ đơn giản tượng nhỏ vơ vàn tượng vật lý mà khơng có chút ấn tượng tượng thực tế Và thật thật vô nghĩa kiến thức vật lý lại bị xem kiến thức trừu tượng, xa rời sống Có nhiều câu hỏi tương tự đời sống ngày, ta không ý khơng tị mị muốn tìm cách giải đáp thật khơng đơn giản.Và tất câu hỏi tượng đâu mà có? Vâng, tất nhờ vào tượng mao dẫn- tượng phổ biến lĩnh vực Nhiệt học Chắc hẳn người hiểu khái niệm có hiểu rõ diện tượng thực tế Để giúp người hiểu rõ tượng mao dẫn, có đặc điểm gì, ứng dụng sao, chúng em trình bày “ Hiện tượng mao dẫn” Bài tiểu luận gồm hai phần:phần đầu giới thiệu tượng mao dẫn phần hai quan trọng nêu lên số ứng dụng tượng mao dẫn.Có thể tiểu luận giúp ta hiểu mảng nhỏ Vật Lý có lẽ tài liệu tham khảo bổ ích cho bạn Hiện tượng mao dẫn NỘI DUNG I HIỆN TƯỢNG MAO DẪN I.1 QUAN SÁT HIỆN TƯỢNG Thí nghiệm 1: Ta lấy ống thủy tinh hở hai đầu có đường kính nhỏ nhúng thẳng đứng vào chậu nước quan sát tượng xảy Ta nhận thấy mực nước ống dâng lên cao mực nước chậu Nhưng lại ta nghĩ mực nước ống chậu phải ngang theo ngun tắc bình thơng Nếu ta thay nước loại chất lỏng khác sao, mực nước ống có tiếp tục dâng cao khơng? (Hình 1a) Thí nghiệm 2: Bây ta tiếp tục làm thí nghiệm với thủy ngân thấy mực thủy ngân ống có thay đổi, chúng không dâng cao mà lại hạ xuống (Hình 1b) Thí nghiệm 3: Ta tiếp tục làm thí nghiệm khác để quan sát độ dâng lên hay hạ xuống chất lỏng Nhúng ống có đường kính khác vào loại chất lỏng kết độ chênh lệch mực chất lỏng ống khác (Hình 2) Hình 1: Sự khác biệt tượng mao dẫn nước thủy ngân Hình 2: Hiện tượng mao dẫn ống có đường kính khác Hiện tượng mao dẫn Hiện tượng mao dẫn không xảy ống có bán kính nhỏ (gọi ống mao dẫn) mà xảy khe hẹp, vách hẹp, vật xốp, Hình cho ta thấy nước dâng lên khe hẹp hai thủy tinh đặt song song Hình 3: Nước dâng lên khe hẹp I.2 ĐỊNH NGHĨA Tất thí nghiệm có đâu? Đó nhờ vào tượng mao dẫn? Vậy tượng mao dẫn? Hiện tượng mao dẫn tượng dâng lên hay hạ xuống mực chất lỏng bên ống có đường kính nhỏ, vách hẹp, khe hẹp, vật xốp,… so với mực chất lỏng bên I.3 GIẢI THÍCH Hiện tượng mao dẫn giải thích sở căng bề mặt dính ướt hay khơng dính ướt Lực căng mặt dọc theo đường cong giới hạn mặt khum chất lỏng tiếp giáp với thành ống nguyên nhân gây nên tượng mao dẫn Từ thí nghiệm đơn giản ta thấy mực chất lỏng ống dâng lên hay hạ xuống tùy theo loại chất lỏng làm ướt hay không làm ướt thành ống Nếu chất lỏng làm ướt bề mặt ống (ví dụ ống thủy tinh nhúng nước) mực chất lỏng ống dâng lên cao so với mặt thống chất lỏng bên ngồi đồng thời bề mặt chất lỏng ống có dạng mặt khum lõm Đối với bình chứa có đường kính lớn độ cong không đáng kể ống mao dẫn bán kính bé Hiện tượng mao dẫn nên độ cong bề mặt chất lỏng lớn.Nếu chất lỏng khơng làm ướt bề mặt ống (ví dụ ống thủy tinh nhúng thủy ngân) mực chất lỏng bên ống hạ thấp so với mặt thoáng chất lỏng bên đồng thời bề mặt chất lỏng ống có dạng mặt khum lồi Như với thí nghiệm thứ ba đường kính ống nhỏ mức độ dâng cao hạ thấp mực chất lỏng bên ống so với bề mặt chất lỏng bên ống lớn Ta thừa nhận phân tử chất lỏng có khuynh hướng thu nhỏ diện tích bề mặt phân cách chất lỏng mơi trường ngồi Khi cho ống vào chất lỏng, lịng ống hình thành mặt phân cách, mặt có khuynh hướng co lại lại bị phân tử ống kéo căng ra, giằng co hai lực làm mực nước ống dâng lên hay hạ xuống Trường hợp dâng lên lực kéo phân tử ống nước thắng lực kéo nước nước, mực nước dâng lên đến trọng lực cột chất lỏng gây kết hợp với lực phân tử nước cân với lực phân tử ống nước Trường hợp hạ xuống ngược lại, phân tử nước thắng lực hút phân tử ống, mực nước hạ xuống mực chất lỏng bên ngồi cao khoảng tạo áp lực đẩy chất lỏng ngược lại vào kết hợp với lực hút phân tử ống cân với lực hút phân tử nước trình dừng lại I.4 TÍNH ĐỘ CHÊNH LỆCH CỦA MỰC CHẤT LỎNG TRONG ỐNG MAO DẪN Độ dâng cao hạ thấp mực chất lỏng ống mao dẫn so với mặt thống bên ngồi ống xác định theo công thức: σ (N/m) : hệ số căng bề mặt chất lỏng ρ (N/m3) : khối lượng riêng chất lỏng g(m/s2 ) : gia tốc trọng trường d (m) : đường kính ống mao dẫn h (m) : độ dâng lên hay hạ xuống ống Hiện tượng mao dẫn II MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Trong tự nhiên sống hàng ngày có nhiều ví dụ giải thích tượng mao dẫn Hiện tượng mao dẫn đóng vai trị quan trọng tự nhiên, khoa học, công nghệ, kĩ thuật sống hàng ngày Một số lượng lớn vật liệu rắn, xốp có xảy tượng mao dẫn Giấy, dệt may, đá phấn nhiều vật dụng khác bị ướt nước hấp thụ vật liệu xốp để sản xuất mao dẫn Trong công nghệ kĩ thuật người thông qua việc sử dụng mao mạch tượng mao dẫn để bôi trơn phận máy Cây cối lấy nước chất dinh dưỡng đất phần nhờ thấm hút mao dẫn, Và nhiều ý nghĩa khác Sau tìm hiểu số ứng dụng tượng mao dẫn II.1 GIẤY THẤM, GẠCH THẤM, SỢI VẢI,… Khi bạn bất cẩn làm đổ ly nước bàn, bạn vội vàng lấy khăn giấy để lau Đầu tiên bạn nên cảm ơn sức căng bề mặt nước nhờ mà giữ chất lỏng vũng nước đẹp bàn, thay lớp màng Hình 4: Khăn giấy thấm hút chất lỏng mỏng lây lan khắp nơi bàn Như vậy, nước bàn có sức căng bề mặt chịu lực hấp dẫn Hãy thử đặt góc khăn giấy vào, khăn giấy nhận ẩm ướt bắt đầu cho nước thấm vào Lúc ấy, sức căng bề mặt nước thắng lực hấp dẫn nước có xu hướng bám dính vào khe nhỏ sợi giấy mỏng, đồng thời di chuyển vào khoảng trống bên sợi giấy Lực dính nước khăn giấy mạnh lực liên kết bên nước Và bạn nhận thấy nước mặt bàn dần lan rộng khắp khăn giấy, nước không ngừng làm ướt bề mặt khăn Hiện tượng mao dẫn lượng nước bàn khơng cịn nhiều Rõ ràng chất lỏng thấm nhanh Quá trình khăn giấy hấp thụ chất lỏng, chất lỏng di chuyển dọc theo khe nhỏ sợi giấy gọi hoạt động mao dẫn Ta biết khăn giấy khơng có ống nao chúng xảy tượng mao dẫn? Đó khoảng trống sợi giấy xem ống mao dẫn Khăn giấy vốn mềm mại thế, vật xốp, khô, chẳng hạn viên gạch đưa vào tiếp xúc với chất lỏng sao? Nó tương tự vậy,có nhiều kênh nhỏ đóng vai trị Hình 5: Nước thấm vào gach thời gian ngắn mao mạch, bắt đầu hấp thụ chất lỏng với tốc độ giảm theo thời gian Trong trình tập luyện thể thao lượng mồ nhiều thể ta phải hoạt động liên tục Vì mà số môn thể thao, vận động viên thường sử dụng quần áo mà loại vải xảy hoạt động mao dẫn để bấc mồ hôi khỏi da dễ dàng Chúng thường loại vải có khả thấm hút cao Từ ta thấy vật dụng tưởng chừng đơn giản khăn giấy, viên gạch,từng loại vải, chúng lại vật thể rõ tượng mao dẫn, chứng tỏ diện mao dẫn sống hàng ngày II.2 ỨNG DỤNG LÀM ĐÈN DẦU Có thể nói đèn dầu sử dụng rộng rãi giới trước thiết bị chiếu sáng điện phổ biến Tuy nhiên ngày nay, mục đích trang trí, chiếu sáng trường hợp khẩn cấp, vùng xa xơi khơng có điện đèn dầu sử dụng nước có mạng lưới điện khí đốt phát triển Nhưng khơng mà ta phủ nhận lợi ích mà đem lại bao Hiện tượng mao dẫn năm qua Vậy hoạt động đèn dầu nào? Làm dầu trì cháy lửa chúng mà bấc đèn lại cao ta biết dầu chảy từ cao xuống nước Đèn có bầu đựng dầu, thường làm kim loại hay thủy tinh, sợi bấc thường dệt sợi bông, đoạn nhúng dầu để hút dầu lên trên, đoạn nhô lên khỏi bầu đèn thường chỉnh độ dài hệ thống núm vặn Khi châm lửa vào phần nhô lên bấc, dầu ngấm bấc cháy tạo lửa màu vàng Khi dầu cháy, tượng mao dẫn bên bấc kéo thêm dầu từ bầu đựng lên Hình 6: Ứng dụng mao dẫn bấc đèn sợi để tiếp tục cháy Như nhờ tượng mao dẫn dầu thấm hút nhanh vào bấc đèn ngấm theo sợi nhỏ bấc đèn để bấc dễ dàng cháy Bấc đèn chất xốp có khả hút chất lỏng khe hẹp chất có vai trò ống mao dẫn vận chuyển chất lỏng môi trường xốp II.3 ỨNG DỤNG LÀM BÚT MÁY Có lẽ bút máy đồ dung học tập quen thuộc thiếu học sinh Khi bạn dùng bút máy để viết trang giấy xuất dòng chữ Bút máy thiết kế sở ứng dụng nguyên lý mao dẫn Nó dựa vào loạt khe nhỏ thân bút Hình 7: Ứng dụng hoạt động mao dẫn vào bút máy rảnh nhỏ ngòi bút để dẫn mực từ ruột chứa mực lên đầu ngòi bút Hiện tượng mao dẫn Khi ta viết, tức đầu ngòi bút chạm vào giấy mực lưu lại giấy, giấy lưu lại nét chữ rõ ràng Tất nhiên, mực di chuyển “xuống dốc” vào đầu bút trọng lực hoạt động mao dẫn cần thiết để giữ cho mực chảy giấy Các bút máy kiểu thường có tương đối nhiều rãnh mao dẫn chứa mực chứa tồn lượng mực dư thừa nên khơng có nhỏ giọt loại bút kiểu cũ II SỰ HÚT NƯỚC VÀ CHẤT DINH DƯỠNG CỦA CÂY- HOA NHUỘM MÀU Đã bạn tự hỏi bạn cần tưới nước cho ngày để phát triển Vâng, biết nước làm nên sống cây, sử dụng nước để giữ cho thân, lá, hoa, tươi tốt không bị héo, làm chúng hấp thụ nước ta tưới vào phần rễ Khi Hình :Các ống mao dẫn uống nước, ta để nước chảy từ miệng xuống vào hệ thống tiêu hóa để hấp thụ vào thể ta Đối với thực vật, hầu hết lấy nước từ mặt đất nên nước phải vận chuyển từ rễ lên phận khác Và q trình xảy nhờ vào tượng mao dẫn.Quá trình vận chuyển khó khăn ta lực gắn kết sức căng bề mặt chất lỏng vận chuyển với lực hút phải lớn lực hấp dẫn mao dẫn xảy ra.Và mạch nhựa nhỏ rễ thân đóng vai trị ống mao dẫn.Thật thực vật phát triển mạnh mà không nhờ hoạt động mao dẫn Điều cho thấy tầm quan trọng tượng mao dẫn tự nhiên.Vì ta phải trồng cây, bảo vệ rừng, chống xói mịn đất, đất đồi có xanh che phủ bị hạn hán ... 1: Sự khác biệt tượng mao dẫn nước thủy ngân Hình 2: Hiện tượng mao dẫn ống có đường kính khác Hiện tượng mao dẫn Hiện tượng mao dẫn không xảy ống có bán kính nhỏ (gọi ống mao dẫn) mà xảy khe... ống mao dẫn h (m) : độ dâng lên hay hạ xuống ống Hiện tượng mao dẫn II MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA HIỆN TƯỢNG MAO DẪN Trong tự nhiên sống hàng ngày có nhiều ví dụ giải thích tượng mao dẫn Hiện tượng mao. .. sao, chúng em trình bày “ Hiện tượng mao dẫn? ?? Bài tiểu luận gồm hai phần:phần đầu giới thiệu tượng mao dẫn phần hai quan trọng nêu lên số ứng dụng tượng mao dẫn. Có thể tiểu luận giúp ta hiểu mảng