Поверхневий натяг рідин
Поверхня рідини
На кожну молекулу рідини діє рівнодіюча силаFp, спрямована вниз. НайбільшаFp діє молекулу, що у поверхневому шарі рідини. Молекули з поверхні рідини втягуються усередину рідини. Молекули, що залишилися на поверхні, знаходяться на відстанях більших ніж молекули всередині рідини (тому між ними переважають сили тяжіння), вони мають велику енергію. Поверхневий шар створює тиск на рідину -молекулярний тиск.
Сила поверхневого натягу
Сила, яка діє вздовж поверхні рідини, перпендикулярної лінії, що обмежує цю поверхню, і прагне скоротити її до мінімуму, називається силою поверхневого натягу. F
l (l-периметр кордону тв.тіло-рідина), F =σl.
| 2F=F1, деF1 - модуль сили пружності; , де F - модуль сили поверхневого натягу | σзалежить від виду рідини, температури, стану рідини |
Коефіцієнт поверхневого натягу рідини відношення енергії поверхневого шару молекул до площі поверхні рідини.
Змочування
Змочуванням називають явище викривлення поверхні рідини поблизу поверхні твердого тіла через взаємодію молекул ТБ. Тіла та рідини.
1. Якщо сила взаємодії між молекулами рідини та речовини більша за силу взаємодії між молекулами цієї рідини, то рідина змочує тверду поверхню, тобтоβ90°.
Капілярність
Капілярними явищами називають явища підняття чи опускання рідини у вузьких трубках. Висота підйому вкапіляріhзалежить від роду рідини, радіусу трубки.F=σl=σ2πr,Fн =mg→σ2πr=Vρg=πr2hρg
2σ=rhρg→ .
Облік змочування в природі та техніці
Тіла, пронизані великою кількістю тонких каналів, активно вбирають у собі воду та інші рідини — необхідно, щоб рідина змочувала поверхні цих тіл. Так, рушник вбирає воду при витиранні рук. У ґноті гас безперервно піднімається по капілярах вгору, де і згоряє. У техніці застосовують гнітний спосіб подачі олії. Так як цегла - це пористі тіла, то цегляні будинки в нижній частині повинні бути ізольовані від вологи матеріалом, що не має капілярів. У грунті вода піднімається численними капілярами і випаровується. Це призводить до втрати вологи, необхідної рослинам.
ІІІ. Властивості твердих тіл.
1. Зазвичай речовину називають твердою, якщо вона зберігає свою форму та об'єм, тобто зовнішні ознаки.
2. У фізиці під твердими тілами мають на увазі речовини, які мають кристалічну будову, тобто «далекий порядок», у розташуванні його частинок.
Залежно від структури розрізняють тіла кристалічні та аморфні.
Кристалічні тіла
| Монокристали - одиночні кристали (кварц, алмаз). | Полікристали - багато кристалів (метали, цукор, кухонна сіль). |
| Властивості 1. Температура плавлення t пл = const. 2. Кожна речовина має власну температуру плавлення. | |
| Анізотропія- залежність фізичних властивостей від напрямку всередині кристала. Механічна міцність, оптичні, електричні, теплові властивості. | Ізотропія- однакові фізичні властивостіза всіма напрямками. У полікристалів анізотропія властива кожному кристалу. Так як кристали розташовані один відносно одного хаотично, тіло в цілому ізотропно. |
Аморфні тіла
| Не мають постійної температури плавлення | Не мають кристалічної будови | Ізотропні | Мають плинність | Тільки ближній порядок | Здатні переходити в кристалічний та рідкий стан |
Кристалічна форма речовини стійкіша, ніж аморфна.
Деформація. Види деформації
пружна ← Деформація → пластична
Види деформації
| Розтягування | Стиск | Зсув | Вигин | Кручення |
| Троси Канати Мотузки | Фундамент будівлі Опори мостів | Асфальт дороги | Балки Перекриття балок | Автомобільний вал Деформація незначна |
Механічне напруження (σ)
.
Виражаєтьсяσв , або Па.
На графіці видно: чим > кут нахилу, тим пружні властивості матеріалу вищі, тобто E2<E1.
Закон Гука
Нехайl- кінцева довжина;l0 - початкова довжина; ∆l- абсолютна зміна довжини; - Відносна зміна довжини.
При малих деформаціях, . Для початку рівностіkі введемо коефіцієнт пропорційностіЕ, який називаєтьсямодулем Юнга(модуль пружності матеріалу),характеризує пружні властивості матеріалу. Отже, (коефіцієнт жорсткості залежить від довжини тіла, від площі, від довжини та матеріалу).
Так якF=k∆l, то .
Отже, видно, що з малих деформаціяхσпрямо пропорційнаε, тобто.σ=Eε- закон Гука.