Новости и СМИ. Обучение.
Методические рекомендации.
Сравните полученный результат с табличным значением поверхностного натяжения с учетом температуры. Определите относительную погрешность методом оценки результатов измерений. Результат запишите в таблицу. Сделайте вывод. Отчет должен содержать: 1. Таблицу с результатами расчетов; 2. Выводы; 3.
Ответы на контрольные вопросы; 4. Что такое силы поверхностного натяжения?
Во-первых, такой процесс позволяет каплям равномернее распределиться по поверхности, предотвращая образование брызг. Во-вторых, медленное падение снижает вероятность повреждения или разбрызгивания жидкости при контакте с поверхностью. Кроме того, это способствует более эффективному поглощению или испарению жидкости, если это необходимо.
Исследование опубликовано в Nature Physics. Движение капель по поверхности — это обыденный процесс, сопровождающий практически все, что связано с водой. Тем не менее это движение подчиняется сложному балансу разнообразных физических сил. Его понимание было бы полезно для самого разного спектра прикладных задач. Например, инженеры уже научились создавать поверхности, которые эффективно отталкивают воду или жиры. Для нанесения различных покрытий или осаждения инсектицидов и гербицидов, напротив, требуется высокое сопротивление капель движению.
Однако наиболее требовательной к хорошей теории оказалась технология генерации электричества за счет дождевых капель. Это прямая форма сбора гидроэлектрической энергии без использования движущихся частей. Предполагается, что ее можно будет применять для маломощной нагрузки в отдаленных и автономных районах или в аварийных генераторах. Но плохое понимание физики движущихся капель пока ограничивает эффективность такого источника электроэнергии. Проведя большую теоретическую и экспериментальную работу, они выяснили, что учета только лишь вязкой диссипации и динамической контактной активации недостаточно для объяснения наблюдаемых закономерностей.
Таблицу с результатами расчетов; 2. Выводы; 3. Ответы на контрольные вопросы; 4. Что такое силы поверхностного натяжения? От чего зависит форма поверхности жидкости на ее положение? Почему поверхностное натяжение зависит от рода жидкости? Почему и как зависит поверхностное натяжение от температуры? Изменится ли результат вычисления, если диаметр капель трубки будет меньше? Почему следует добиваться медленного падения капель?
Почему следует добиваться медленного падения капель для достижения желаемого эффекта
Мы расширяем наш потенциал и повышаем нашу способность эффективно использовать ресурсы и энергию. Преимущества рационального использования ресурсов и энергии: Оптимизация производительности Сокращение потерь и избыточных затрат Максимизация результатов Устойчивое развитие Более эффективная прогрессия и усвоение новых навыков Если мы попытаемся заполнить эту емкость слишком быстро, наш мозг может быть перегружен информацией и потерять способность эффективно запоминать и использовать полученные знания. Однако, когда мы учимся медленно и постепенно, давая мозгу время на обработку информации, мы усваиваем новые навыки более эффективно. Кроме того, медленное падение капель позволяет нам получить более глубокое понимание изучаемого материала. Когда мы уделяем достаточно времени каждому шагу обучения или прогрессии, мы можем углубиться в детали и узнать все тонкости и особенности предмета изучения. Поэтому, когда мы стремимся к успеху в какой-либо области, важно помнить о принципе медленного падения капель. Учиться и прогрессировать постепенно позволит нам эффективнее усваивать новые навыки, получать глубокое понимание предмета изучения и достигать долгосрочного успеха. Оцените статью.
Вывод: результаты, полученные в ходе измерения коэффициента поверхностного натяжения воды методом проволочной рамки, показывают, что температура влияет на величину коэффициента поверхностного натяжения. При увеличении температуры воды уменьшаетсязначение коэффициента поверхностного натяжения. Действительно, при увеличении температуры скорость движения молекул возрастает, интенсивность их колебаний усиливается.
В результате расстояние между молекулами увеличивается, а связи между молекулами ослабевают. Пониженное поверхностное натяжение позволяет воде проникать в поры между волокнами тканей. Это становится возможным благодаря уменьшению сил межмолекулярного взаимодействия, поэтому ткани, посуду, другие предметы и поверхности в том числе и руки нужно мыть горячей водой. Определениекоэффициента поверхностного натяжения растворов поверхностно-активных веществ. Цель: определить коэффициент поверхностного натяжения воды с растворенными в ней поверхностно-активными веществами методом счета капель. Приборы и материалы:водные растворы поверхностно-активных веществ раствор мыла, раствор средства для мытья посуды Fairy, раствор порошкаPersil, раствор шампуня , медицинский шприц, весы, набор разновесов, стеклянный сосуд, лабораторные стаканы, штангенциркуль. Ход работы: Собрать экспериментальную установку Приложение, фотография 3. Измерить температуру различных жидкостей. Данные эксперимента занести в таблицу Приложение, таблица 3. Полученные результаты представить в виде диаграммы Приложение, диаграмма 2.
Из исследованных веществ каждое соответствует своему назначению. Fairyбудет лучше смывать жиры с посуды, чем мыло. Порошок Persilнеобходим для стирки белья, проникая в поры между волокнами ткани. Мыльный раствор обволакивает частицы грязи, приводя к образованию эмульсий различных загрязняющих веществ, и удерживает нерастворимые частицы в мыльной пене и воде. Их можно удалить потом с поверхности проточной водой. Мне, как будущей хозяйке, интересно было познакомиться с молекулярными механизмами стирки, физическими явлениями, лежащими в ее основе. Заключение В процессе выполнения работы я исследовала поверхностное натяжение различных жидкостей, изучила основные методы определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости на границе двух фаз жидкость - газ. Экспериментально вычислены значения коэффициента поверхностного натяжения различных жидкостей, результаты представлены в таблицах, графиках, диаграммах, фотографиях. Гипотеза исследования подтверждена. Результаты проведенных экспериментов показывают, что силы поверхностного натяжения малы, проявляются при малых объемах жидкости.
Поверхностная энергия жидкости зависит от рода вещества, от среды с которой она граничит, от температуры жидкости. Силы поверхностного натяжения важны в повседневной жизни человека. Состав питьевой воды, выполняющей роль универсального растворителя, в котором происходят все биохимические процессы организма, должен быть сбалансирован. Исследование позволило обратить внимание на физические свойства тех напитков, которые мы принимаем. Экспериментальная работапредоставила возможностьпознакомиться с удивительной физикой процесса стирки на молекулярном уровне, приобрести более глубокие знания явлений поверхностного натяжения, увидеть применения науки в явлениях повседневной жизни. Использованные источники: Г. Элементарный учебник физики. Том 1: Механика. Молекулярная физика. Мякишев, А.
Занимательная физика: Книга 1. Пинский, О. Учебник по физике.
За все это время битумная масса дала всего восемь капель, а видеозапись падения девятой капли опубликована с кратким пояснением в Nature News.
Последние новости В Петербурге росгвардейцы догнали самостоятельного малыша. У него была своя программа на Вербное воскресенье 17:06.
В день икс во время снятия защитного колпака установка покачнулась, и капля отсоединилась от воронки. Ученые опять проиграли, так и не увидев самостоятельное падение капли. Когда упадет следующая? Сейчас третий хранитель Эндрю Уайт с любопытством наблюдает за тем, как десятая капля образуется быстрее, чем ожидалось. Поскольку эксперимент обрел фанатов по всему миру, которые наблюдают за ним вживую через интернет, необходимо, чтобы свет в помещении с витриной горел постоянно. Свет повышает температуру, а та свою очередь увеличивает скорость потока. Это может объяснить более низкую вязкость и быстрое образование десятой капли.
В то же время трудно сказать, насколько сильно повлияли изменения в атмосфере, поскольку температурные записи никогда не велись. В связи с этим исследователи решили заменить потолочные лампы на более холодные — светодиодные, что вернуло температуру эксперимента до значений комнатной. Мир ждет падения капли где-то в 2020-х годах. Здесь можно посмотреть прямой эфир опыта. На сегодняшний день никто никогда не видел настоящее падение капли, и не существует никакой визуальной документации этого драматического события. Пусть кажется, что ничего не происходит, но эксперимент возымел большой успех, представляя собой эдакий акт сопротивления потоку стремительного времени. Невозможно предсказать, через руки скольких хранителей пройдет опыт прежде, чем ученые раскроют его тайны.
Длительный эксперимент: капля, за падением которой ученые наблюдают уже 91 год
Лучший ответ про почему следует добиваться медленного падения капель дан 19 июня. * 6. Почему в варианте I: а) рекомендуется проводить измерения для возможно большего числа капель? б) следует добиваться медленного падения капель? Таким образом, добиваться медленного падения капель воды является важным шагом в направлении экономии воды и ресурсов.
Лабораторная работа №3
Во-первых, медленное падение капель позволяет избежать чрезмерной суммы проблем, которые могут возникнуть в результате резкого падения. Таким образом, данная технология используется во многих промышленных процессах, например, при применении клеев и лаков. Во-вторых, медленное падение капель находит применение в сфере медицины. Важно сохранять правильную дозировку и скорость введения препаратов, что помогает избежать негативных последствий и снижает риск побочных эффектов. Именно поэтому эта технология широко используется при введении инъекций или капельниц. Наконец, медленное падение капель является важным фактором для создания комфортной жизненной среды. Оно находит применение в кондиционерных установках и увлажнителях воздуха, где регулируется влажность воздуха и происходит поддержание оптимального микроклимата. Таким образом, медленное падение капель является неотъемлемой частью многих процессов и сфер жизнедеятельности человека. Оно позволяет избежать негативных последствий и повышает эффективность применяемых технологий.
Почему медленное падение капель важно для безопасности Медленное падение капель означает, что выпавшие капли находятся в воздухе меньшее время и не распространяются так далеко как в случае быстрого падения. Это важно для безопасности, особенно при наличии распространяющихся инфекций или других опасных примесей в воздухе. Капли, выпущенные в воздух, могут быть носителями множества различных болезней.
После достижения мениском метки, например e в нижнем капилляре C m делений от метки d , определяют объем одной капли при числе подсчитанных вытекших из сталагмометра капель N : ур-ние Тейта , где G-общий вес n капель, оторвавшихся под действием силы тяжести от среза капиллярной трубки радиусом r.
Для повышения точности правую часть умножают на поправочный коэф. К недостаткам сталагмометрического метода можно отнести возможность испарения жидкости с поверхности капель при их длительном образовании и необходимость введения поправочных коэффициентов для точного определения поверхностного натяжения. Метод максимального давления пузырька метод Ребиндера. Оптимально подходит для измерения величины поверхностного натяжения в зависимости от возраста поверхности.
Измеряется давление, которое необходимо приложить, чтобы пузырек пробульковал из капилляра в жидкость. Расчет основан на ур-нии Лапласа. При выдавливании пузырька в жидкость через калиброванный капилляр радиусом г перед моментом отрыва давление В этом случае определяется так называемое динамическое поверхностное натяжение, которое зависит от скорости пробулькавания пузырька. Метод осциллирующей струи 5.
Метод стоячих волн 6.
Вторая капля появилась в 1947 году. В следующем году профессор умер, и ответственность за ход эксперимента переняли его ученики, в частности, Джон Мэйнстоун, который наблюдал за смолой в течении последних 50 лет до самой своей смерти в августе прошлого года. Капли падали еще 6 раз: в 1954, 1962, 1970, 1979, 1988 и 2000 гг. Даже в 2000 году, когда эксперимент круглосуточно снимался вебкамерой, восьмая капля упала в 20-минутный отрезок времени, когда во всем здании вырубился свет. Теперь же, наконец, момент падения, очередной, девятой капли смолы удалось зафиксировать на видео.
Платиновое кольцо поднимают из жидкости, смачивающей его, усилие отрыва и есть сила поверхностного натяжения и может быть пересчитано в поверхностную энергию.
Метод подходит для измерения ПАВ, трансформаторных масел и т. Для отрыва проволочного кольца радиусом R от пов-сти жидкости требуется сила 2. Сталагмометрический, или метод счета капель. Метод основан на определении объема капли, вытекающей из капилляра с известным радиусом Рис. Схема простейшего сталагмометра На рис. Сталагмометр заполняют жидкостью, затем позволяют мениску очень медленно перемещаться по капилляру, перекрывая частично доступ воздуха в капилляр А с помощью резиновой трубки и зажима таким образом, чтобы каждая капля образовывалась за время не менее 4 с. После падения первой капли проводится отсчет деления, соответствующего верхнему мениску a в капилляре А n делений от метки a.
Скорость последующего образование капель также контролируют и устанавливают время образования капли не менее 4—5 с. После достижения мениском метки, например e в нижнем капилляре C m делений от метки d , определяют объем одной капли при числе подсчитанных вытекших из сталагмометра капель N : ур-ние Тейта , где G-общий вес n капель, оторвавшихся под действием силы тяжести от среза капиллярной трубки радиусом r.
Исследование явления поверхностного натяжения жидкостей
5. Почему следует добиваться медленного падения капель? Каталог бизнес-игр, искалок, стрелялок, головоломок и др. с описаниями и дистрибутивами. Коллекция онлайн-игр. Отзывы игроков. hd00:32Замедленная съемка капли воды с высокоскоростной камерой.
Почему медленное падение капель настолько важно
Затем в здании университета установили кондиционеры, температура в помещении слегка понизилась, и это отразилось на результатах опыта. Теперь ожидание каждой новой капли длится 12-14 лет. Так реальность подтверждает научные сведения. В ходе эксперимента ученые доказали, что вязкость битума, как минимум, в 230 миллиардов раз выше, чем аналогичная характеристика воды. Объяснение таких уникальных свойств битума содержится в книге британского материаловеда, профессора Университетского колледжа Лондона Марка Медовника «Жидкости. Прекрасные и опасные субстанции, протекающие по нашей жизни» М. Описав эксперимент Томаса Парнелла, автор отметил, что битум, вообще-то, представляет собой «гораздо более интересный материал, чем кто-либо первоначально предполагал, включая специалистов-материаловедов». По словам Марка Медовника, всем хорошо известный, широко используемый в дорожном строительстве материал — это далеко не скучная густая черная грязь, извлекаемая из земли, как многие считают. В глазах исследователя битум оказывается динамической смесью углеводородов, которые образовались за миллионы лет в результате разложения биологических организмов. И хотя эти молекулы больше не являются частью растений и животных, они удивительным образом «самоорганизуются внутри битума, создавая набор взаимосвязанных структур». Как и австралийские коллеги, Марк Медовник уверенно называет битум жидкостью, чья вязкость примерно в 2 миллиарда раз выше, чем у арахисовой пасты.
Уникальные свойства молекул этого вещества и его некоторая текучесть позволяют битуму медленно затягивать трещинки, образующиеся в асфальтовом покрытии автодорог. Правда, возможности битума не безграничны. Со временем, особенно при низких температурах, он теряет свою пластичность, и больше не может «залечивать» дорожное покрытие. И это хорошо известно российским автомобилистам. Не удалось увидеть Как ни странно, но сам долгожданный момент падения капель пека в лаборатории Квинслендского университета ни Томасу Парнеллу, ни Джону Мэйнстону увидеть так и не удалось. Как вспоминал «хранитель» эксперимента, в апреле 1979 г. Однако, по иронии судьбы, данное событие произошло именно в тот момент, когда усталый физик ненадолго отлучился отдохнуть.
Медленное падение позволяет капли сохранить свою форму и целостность. Избежание брызг: Когда капля падает слишком быстро, она может вызвать брызги. Медленное падение позволяет избежать разбрызгивания жидкости и, тем самым, снизить возможность загрязнения окружающей среды. Безопасность: Медленное падение капель важно во многих ситуациях, связанных с безопасностью. Например, при работе с химическими веществами, медленное падение позволяет минимизировать риск контакта этих веществ с кожей и глазами. Точность измерений: В некоторых экспериментах и лабораторных исследованиях требуется точность измерений. Медленное падение капель помогает обеспечить более точные результаты. В целом, добиваться медленного падения капель имеет большое значение и обеспечивает сохранность жидкости, безопасность и точность в различных ситуациях. Влияние скорости падения на окружающую среду Скорость падения капель жидкости может иметь значительное влияние на окружающую среду и ее состояние. В первую очередь, более медленное падение капель позволяет им более равномерно распределиться в воздухе или на поверхностях среды. Это важно, так как падающие капли жидкости могут обладать различными физическими и химическими свойствами, которые могут оказать влияние на окружающую среду. Медленное падение капель позволяет им дольше существовать в воздухе и тем самым распространяться на большие расстояния. Это особенно важно, если капли содержат вредные или токсичные вещества, так как они могут быть вдыханы людьми или оседать на растениях и почве. Благодаря более медленному падению, существует больше возможностей для их удаления или разложения в окружающей среде. Помимо этого, медленное падение капель жидкости также может уменьшить возможность образования брызг и разбрызгивания жидкости. Это может предотвратить загрязнение поверхностей и возможное повреждение окружающей среды. Медленно падающие капли также могут иметь меньшую кинетическую энергию, что уменьшает вероятность возникновения повреждений или травм, в случае контакта с человеком или животными.
Во-первых, такой процесс позволяет каплям равномернее распределиться по поверхности, предотвращая образование брызг. Во-вторых, медленное падение снижает вероятность повреждения или разбрызгивания жидкости при контакте с поверхностью. Кроме того, это способствует более эффективному поглощению или испарению жидкости, если это необходимо.
Получается, что при комнатной температуре она кажется твердой, но на самом деле течет подобно жидкости... Один из старейших в мире экспериментов, который начался почти 70 лет назад в Тринити-колледже Дублина, завершился — было впервые зарегистрировано падение капли смолы на видео. Ученые выяснили, что вязкость смолы может быть от 20 до 100 миллиардов раз выше, чем вязкость обычной воды. В первой половине прошлого века две группы физиков: одна из Тринити-колледжа в Дублине, а другая в университете Квинсленда, независимо друг от друга решили провести простой, но ооочень медленный эксперимент, чтобы проверить, является смола твердой или жидкой субстанцией. Эксперимент Квинсленда, который выиграл в 2005 году Шнобелевскую премию по физике и удерживает рекорд в книге рекордов Гиннесса за старейший лабораторный эксперимент, длится уже с 1927 года, в то время как эксперимент Тринити-колледжа был начат в 1944 году. Этот эксперимент просто долгосрочная версия стандартного эксперимента, используемого для измерения вязкости жидкостей с помощью чашки Форда - воронкообразной чаши с зауженным основанием в нижней части. Она обычно используется для измерения вязкости краски. Впрочем, смола - это совсем другое дело. Смола представляет собой полимер, вязкость которого достаточно велика, что она кажется жидкой.
Важность медленного падения капель — почему этот процесс необходим и полезен
Суть самого медленного эксперимента в истории науки (он даже занесён в "Книгу рекордов Гиннесса") заключалась в том, чтобы проследить за падением капель сверхвязкой битумной жидкости. Одной из основных причин добиваться медленного падения капель является точное дозирование лекарственного средства. в данной работе: а) рекомендуется проводить измерения для возможно большего числа капель? б) следует добиваться медленного падения капель?
Видеоразбор задания PISA "Скорость падения капель"
Периодичность падения капель в последние десятилетия замедлилась из-за того, что в лаборатории смонтировали кондиционер и стало холоднее. Любопытно, что ни разу капля не падала в присутствии кого-либо из наблюдателей. И даже когда в 2000 году перед воронкой смонтировали веб-камеру для передачи изображения в интернет, в момент падения восьмой капли камера отказала! Зафиксировать на видео результат эксперимента удалось только ученым из Дублинского Тринити-колледжа. Несмотря на многие попытки Квинслендского университета, записать ни одну из восьми упавших капель смолы ученым не удалось.
Девятая капля должна упасть где-то в этом году. И на сей раз ученые все-таки собираются стать свидетелями этого события. Возле чашки установили веб-камеры, которые постоянно без перерыва снимают обстановку. Ну а вот видеофиксация результата капелпадения из Тринити:.
Именно поэтому эта технология широко используется при введении инъекций или капельниц. Наконец, медленное падение капель является важным фактором для создания комфортной жизненной среды. Оно находит применение в кондиционерных установках и увлажнителях воздуха, где регулируется влажность воздуха и происходит поддержание оптимального микроклимата. Таким образом, медленное падение капель является неотъемлемой частью многих процессов и сфер жизнедеятельности человека. Оно позволяет избежать негативных последствий и повышает эффективность применяемых технологий. Почему медленное падение капель важно для безопасности Медленное падение капель означает, что выпавшие капли находятся в воздухе меньшее время и не распространяются так далеко как в случае быстрого падения. Это важно для безопасности, особенно при наличии распространяющихся инфекций или других опасных примесей в воздухе. Капли, выпущенные в воздух, могут быть носителями множества различных болезней. Медленное падение капель снижает риск распространения инфекций из-за того, что капли не успевают разлететься на большие расстояния и не становятся доступными для вдыхания другими людьми. Кроме того, медленное падение капель снижает риск травм или других повреждений, связанных с падением крупных капель.
Медленное падение капель позволяет легче контролировать их движение и избежать попадания на людей или поверхности, которые могут быть повреждены. Таким образом, медленное падение капель представляет собой важный фактор для обеспечения безопасности людей и окружающей среды.
Исследователи продолжили его дело и наблюдения за падением смоляной субстанции. При этом самим экспериментаторам еще не удавалось увидеть воочию стекания вещества. Они видели уже готовый результат в нижней колбе. Однако они не теряют надежду запечатлеть столь важное для науки событие. Следующее падение субстанции намечено на 2028 год.
И последний шаг. Полученные выражения для кинетической и потенциальной энергии будут очень похожи на одну известную механическую систему. Эта система совершенно непохожа на растекающуюся каплю, однако если уравнения получаются такого же типа, то значит, и поведение систем будет аналогичным мы уже встречали такой пример в задаче Движение стержня. Отсюда уже можно получить искомую оценку. Решение Рис. Поскольку по условиям задачи деформация сильная, можно считать, что почти весь процесс расплющивания и собирания капли происходит в таком режиме. В качестве меры расплющивания можно взять как R, так и d; они связаны друг с другом с помощью этой формулы. Мы возьмем R.
Таким образом, процесс отскока капли описывается так: величина R сначала вырастает от r до какого-то максимального значения, а потом возвращается обратно рис. Расплывание капли, упавшей на сверхгидрофобную поверхность Найдем теперь потенциальную за счет поверхностного натяжения и кинетическую энергию капли. Что касается кинетической энергии, то она возникает из энергии течения воды в расплющенной капле рис. Поскольку толщина капли мала, то можно пренебречь вертикальным перемещением воды и учесть только горизонтальное движение, которое и обеспечивает увеличение радиуса водного блинчика. Конечно, разные части капли растекаются с разной скоростью: те, которые на самом краю, — со скоростью увеличения радиуса назовем ее vR , те, которые ближе к центру, — с меньшей скоростью. С помощью интегралов можно сделать и более аккуратное усреднение, но для оценочных задач такие тонкости не принципиальны. Закон сохранения энергии для капли в пренебрежении потенциальной энергией в поле тяжести можно записать таким образом: Отметим, что величины vR и R зависят от времени во время процесса, однако суммарная кинематическая и потенциальная энергия капли складываются в константу. Теперь следует важное наблюдение: кинетическая энергия квадратично зависит от vR скорости изменения R , а потенциальная — квадратично зависит от R. Это значит, что с математической точки зрения наша капля эквивалентна колебанию грузика на пружинке!
Действительно, представим себе грузик с эффективной массой meff, который колеблется туда-сюда под действием упругой пружины с жесткостью keff. Тогда полная энергия этой системы равна где x — смещение грузика, а v — его скорость. Но нам со школы известно, как колеблется грузик на пружинке — он осциллирует туда-сюда по синусу с периодом При этом известно, что период таких колебаний они называются гармоническими не зависит от амплитуды. В нашей задаче расплющивание и отскок капли — это полпериода такого колебания см. Отсюда получаем окончательную оценку: В последней формуле мы выразили массу капли через ее начальный радиус и плотность воды.