"Капиллярные явления воды"

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение - Севская средняя школа №2 им. И.Г. Петровского г. Севска

Индивидуальный проект по теме:

« Капиллярные явления воды»

Работа ученика 11 класса

Чернякова Максима

Александровича

Руководитель проекта:

Мишина Галина Вячеславовна

Работа допущена к защите «___»______________________ 2024

Подпись руководителя проекта ________/________________________/

Оглавление

Введение 3

Глава 1. Теоретическая часть 5

1. Понятие и виды воды 5

2. Поверхностное натяжение 7

3. Смачивание и несмачивание 10

4. Капиллярные явления 11

5. Явление капиллярности 14

5.1 В природе 14

5.2. В технике 14

Глава 2. Практическая часть 16

1. Анкетирование 16

2. Проведение опытов 17

Заключение 19

Список литературы 20

Приложение 1 21

Приложение 2 22

Введение

   В наш век высоких технологий все большее значение в жизни людей имеют естественные науки. Люди 21 века производят супер производительные компьютеры,смартфоны,все глубже и глубже изучают окружающий нас мир. Я думаю, что люди готовятся к новой научно технической революции, которая изменит наше будущее коренным образом. Но когда произойдут эти изменения никто не знает. Каждый человек своим трудом может приблизить этот день.

Эта научно-исследовательская работа – мой маленький вклад в развитие физики. Данная научно-исследовательская работа посвящена актуальной на данный момент теме «Капиллярные явления». В жизни мы часто имеем дело с телами, пронизанными множеством мелких каналов (бумага, пряжа, кожа, различные строительные материалы, почва, дерево). Приходя в соприкосновение с водой или другими жидкостями, такие тела очень часто впитывают их в себя

Капиллярность (от лат. capillaris — волосяной), капиллярный эффект — физическое явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие жидкости происходит в случаях смачивания каналов жидкостями, например воды в стеклянных трубках, песке, грунте и т. п. Понижение жидкости происходит в трубках и каналах, не смачиваемых жидкостью, например ртуть в стеклянной трубке.

   Благодаря капиллярности возможны жизнедеятельность животных и растений, различные химические процессы, бытовые явления (например, подъём керосина по фитилю в керосиновой лампе, вытирание рук полотенцем). Капиллярность почвы определяется скоростью, с которой вода поднимается в почве и зависит от размера промежутков между почвенными частицами.

Капиллярами называются тонкие трубки, а также самые тонкие сосуды в организме человека и других животных

Капиллярный эффект используется в неразрушающем контроле (капиллярный контроль или контроль проникающими веществами) для выявления дефектов, имеющих выход на поверхность контролируемого изделия. Позволяет выявлять трещины с раскрытием от 1 мкм, которые не видны невооруженным глазом.

Цель исследовательской работы: обосновать причину движения жидкости по капиллярам, выявить особенности капиллярных явлений.
Задачи:

1 Изучить теоретический материал о свойствах жидкости.

2 Ознакомиться с материалом о капиллярных явлениях.

3 Провести серию экспериментов с целью выяснения причины поднятия жидкости в капиллярах.

4 Обобщить изученный в ходе работы материал и сформулировать вывод.

Объект исследования –вода

Предмет исследования – факторы, влияющие на то , что вода может подниматься вверх вопреки силе тяжести.

Методы исследования:

Изучение литературы;

Наблюдение;

Эксперимент.

Гипотеза : вода может подниматься вверх вопреки силе тяжести.

Глава 1. Теоретическая часть 1. Понятие и виды воды

Вода   — бинарное неорганическое соединение с химической формулой H2O: молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях). Она   основа  жизни,  самое  распространенное на  Земле  вещество.  Вода  занимает  3/4  поверхности земного  шара.  Организмы  человека  и  животных  на 65–70% состоят из воды, а в растениях ее содержание достигает  90%.  В  зависимости  от  давления  и  температуры  вода  может  находиться  в  жидком,  твердом  и газообразном состоянии в виде тумана, облака, дождя, росы, льда и т.д.

Классификацию воды можно разделить на несколько групп по разным признакам :

Типы воды по количеству солей

Мягкая

То есть с низким показателем жесткости, с малым процентом магниевых и кальциевых соединений (а также марганцовых и железистых). От доли их содержания напрямую зависят цвет, вкус и запах, а также потенциальный вред для организма человека.

Морская

С максимальной степенью средней солености – достигающей 30-35%. За счет этого она плотнее обычной и непригодна для питья. В числе других отличий температура замерзания в -3…-7 0С и кипения – 110 0С и выше (что объясняется именно наличием ионов Cl- и Na+, на нагрев которых уходит дополнительное время.

Любопытно, что в своем составе она может содержать едва ли не все распространенные химические элементы, в том числе и драгметаллы. Например, на 1 ее тонну приходится от 7 до 18 мг золота.

Морской лед

Замороженный из жидкости с высокой степенью солености, хотя также насыщен целой россыпью посторонних веществ. Из-за этого пористый, а значит и сравнительно эластичный - становится труднее разбить его или отколоть кусочек. Кристаллизуется при -7 0С, возвышаясь над уровнем на 1/7, а не на 1/10.

Пресная

Антипод предыдущей, так как концентрация кальциевых и магниевых соединений в ней минимальна (по крайней мере, номинально) – в норме находится на отметке до 0,1%. За счет этого обладает нейтральным вкусом и запахом и поэтому пригодна для питья и приготовления самых разных блюд.

Минеральная

В эту довольно обширную подгруппу входят те виды природных вод, которые естественным образом обогащены различными микроэлементами и другими биологически активными веществами, и обладают лечебными свойствами. Обычно забираются из подземных источников. При правильном подборе регулярное употребление одной из них окажет положительный эффект на здоровье.

По степени содержания полезных примесей подразделяются на 2 категории:

слабо-, мало-, средне-, высоконасыщенные;

рассольные, обычные и крепкие – еще более концентрированные.

Солоноватая

Своего рода промежуточная, так как по сравнению с пресной она содержит значительно больше магниевых и кальциевых соединений, но эта доля все равно и близко не настолько серьезная, насколько в морской. В англоязычной среде называется Brackish water.

Дистиллированная

Искусственным образом, с помощью процессов нагрева с испарением и последующей конденсацией, очищенная абсолютно от всех примесей: как от нежелательных, так и от вполне полезных. В промышленности используется все шире.

Деионизированная

Из нее удалена подавляющая часть заряженных частиц нежелательных веществ, вследствие чего они не оказывают своего негативного эффекта.

Виды воды по местоположению

Сегодня же времена изменились. В процессе конденсации в облаках и выпадения на землю капли насыщаются атмосферными загрязнениями и вбирают в себя всю ту отраву, которая витает вокруг нас в воздухе. Поэтому в наши дни пользоваться ею без предварительной обработки не рекомендуется, даже на даче или за городом (а особенно если она собрана из осадков, прошедших неподалеку от крупного промышленного предприятия).

Ключевая

Забирается из родников, местоположение которых крайне важно. Если в лесу или степи вдали от заводов и населенных пунктов это действительно вид питьевой воды, то в городских парках — это место размножения микробов. Потому что в последнем случае она впитывает часть попавших в почву ядовитых отходов и несет их потребителям. По сути, она даже опаснее той, что течет дома из крана и проходит многократную очистку.

Современное исключение – источники, расположенные вне индустриальной черты и бегущие сквозь скалы или другие твердые породы (ведь тогда поток насыщается еще и полезными микроэлементами и приобретает заряд минералов).

Газообразная

Пар – получаемый путем кипячения или других тепловых воздействий, используемый в промышленности и в быту, в медицине и в косметологии. Благодаря многочисленным передовым методам конденсации его можно вернуть в текучее состояние, при этом он должен очиститься от вредных летучих примесей.

2. Поверхностное натяжение

Сам термин «поверхностное натяжение» подразумевает, что вещество у поверхности находится в «натянутом», то есть напряжённом состоянии, которое объясняется действием силы, называемой внутренним давлением. Она стягивает молекулы внутрь жидкости в направлении, перпендикулярном её поверхности. Так, молекулы, находящиеся во внутренних слоях вещества, испытывают в среднем одинаковое по всем направлениям притяжение со стороны окружающих молекул; молекулы же поверхностного слоя подвергаются неодинаковому притяжению со стороны внутренних слоёв веществ и со стороны, граничащей с поверхностным слоем среды. Например, на поверхности раздела жидкость – воздух молекулы жидкости, находящиеся в поверхностном слое, сильнее притягиваются со стороны соседних молекул внутренних слоёв жидкости, чем со стороны молекул воздуха. Это и является причиной различия свойств поверхностного слоя жидкости от свойств её внутренних объёмов. Внутреннее давление обуславливает втягивание молекул, расположенных на поверхности жидкости, внутрь и тем самым стремится уменьшить поверхность до минимальной при данных условиях. Сила, действующая на единицу длины границы раздела, обуславливающая сокращение поверхности жидкости, называется силой поверхностного натяжения или просто поверхностным натяжением σ. Поверхностное натяжение различных жидкостей неодинаково, оно зависит от их мольного объёма, полярности молекул, способности молекул к образованию водородной связи между собой и др. При увеличении температуры поверхностное натяжение уменьшается по линейному закону. На поверхностное натяжение жидкости оказывают влияние и находящиеся в ней примеси. Вещества, ослабляющие поверхностное натяжение, называют поверхностно-активными (ПАВ). По отношению к воде ПАВ являются нефтепродукты, спирты, эфир, мыло и др. жидкие и твёрдые вещества. Некоторые увеличивают поверхностное натяжение. Примеси солей и сахара, например. Объяснение этому даёт МКТ. Если силы притяжения между молекулами самой жидкости больше сил притяжения между молекулами ПАВ и жидкости, то молекулы жидкости уходят внутрь из поверхностного слоя, а молекулы ПАВ вытесняются на поверхность. Очевидно, что молекулы соли и сахара будут втянуты в жидкость, а молекулы воды вытеснены на поверхность. Таким образом, поверхностное натяжение – основное понятие физики и химии поверхностных явлений – представляет собой одну из наиболее важных характеристик и в практическом отношении. Следует отметить, что всякое серьёзное научное исследование в области физики гетерогенных систем требует измерения поверхностного натяжения. История экспериментальных методов определения поверхностного натяжения, насчитывающая более двух столетий, прошла путь от простых и грубых способов до прецизионных методик, позволяющих находить поверхностное натяжение с точностью до сотых долей процента. Интерес к этой проблеме особенно возрос в последние десятилетия в связи с выходом человека в космос, развитием промышленного строения, где капиллярные силы в различных устройствах часто играют определяющую роль.

Один из таких методов определения поверхностного натяжения основан на поднятии смачивающей жидкости между двумя стеклянными пластинками. Их следует опустить в сосуд с водой и постепенно сближать параллельно друг другу. Вода начнёт подниматься между пластинками – её будет втягивать сила поверхностного натяжения, о которой сказано выше. Легко рассчитать коэффициент поверхностного натяжения σ можно по высоте подъёма воды у и зазору между пластинками d.

рис. 1

Сила поверхностного натяжения F = 2σL, где L – длина пластинки (двойка появилась из-за того, что вода соприкасается с обеими пластинками). Эта сила удерживает слой воды массы m = ρLdу, где ρ – плотность воды. Таким образом, 2σL = ρLdуg. Отсюда можно найти коэффициент поверхностного натяжения σ = 1/2(ρgdу). (1)Но интереснее сделать так: с одного конца сжать пластинки вместе, а с другого оставить небольшой зазор.

рис. 2

Вода поднимется и образует между пластинками удивительно правильную поверхность. Сечение этой поверхности вертикальной плоскостью – гипербола. Для доказательства достаточно в формулу (1) вместо d подставить новое выражение для зазора в данном месте. Из подобия соответствующих треугольников (см. рис. 2) d = D (x/L). Здесь D – зазор на конце, L – по-прежнему длина пластинки, а x – расстояние от места соприкосновения пластинок до места, где определяется зазор и высота уровня. Таким образом, σ = 1/2(ρgу)D(x/L), или у = 2σL/ρgD(1/х). (2)Уравнение (2) действительно является уравнением гиперболы.

3. Смачивание и несмачивание

Для детального изучения капиллярных явлений следует рассмотреть и некоторые молекулярные явления, обнаруживающиеся на трёхфазной границе сосуществования твёрдой, жидкой, газообразной фаз, в частности рассматривается соприкосновение жидкости с твёрдым телом. Если силы сцепления между молекулами жидкости больше, чем между молекулами твёрдого тела, то жидкость стремится уменьшить границу (площадь) своего соприкосновения с твёрдым телом, по возможности отступая от него. Капля такой жидкости на горизонтальной поверхности твёрдого тела примет форму сплюснутого шара. В этом случае жидкость называется несмачивающей твёрдое тело. Угол θ, образованный поверхностью твёрдого тела и касательной к поверхности жидкости, называется краевым.  Для несмачивающей θ  90°. В этом случае твёрдая поверхность, несмачиваемая жидкостью называется гидрофобной, или олоефильной. Если же силы сцепления между молекулами жидкости меньше, чем между молекулами жидкости и твёрдого тела, то жидкость стремится увеличить границу соприкосновения с твёрдым телом. В этом случае жидкость называется смачивающей твёрдое тело; краевой угол θ 

Смачиваемость и несмачиваемость – понятия относительные: жидкость,смачивающая одно твёрдое тело, может не смачивать другое тело. Например,вода смачивает стекло, но не смачивает парафин; ртуть не смачивает стекло, но смачивает медь.

Смачивание обычно трактуется как результат действия сил поверхностного натяжения. Пусть поверхностное натяжение на границе воздух – жидкость σ1,2,на границе жидкость – твёрдое тело σ1,3, на границе воздух – твёрдое тело σ2,3. На единицу длины периметра смачивания действуют три силы, численно равные σ1,2, σ2,3, σ1,3, направленные по касательной к соответствующим границам раздела. В случае равновесия все силы должны уравновешивать друг друга. Силы σ2,3 и σ1,3 действуют в плоскости поверхности твёрдого тела, сила σ1,2 направлена к поверхности под углом θ. Условие равновесия межфазных поверхностей имеет следующий вид: σ2,3 = σ1,3 + σ1,2cosθ или cosθ =(σ2,3 − σ1,3)/σ1,2 Величину cosθ принято называть смачиванием и обозначать буквой В.

Определённое влияние на смачивание оказывает состояние поверхности. Смачиваемость резко меняется уже при наличии мономолекулярного слоя углеводородов. Последние же всегда присутствуют в атмосфере в достаточных количествах. Определённое влияние на смачивание оказывает и микрорельеф поверхности. Однако до настоящего времени пока не выявлена единая закономерность влияния шероховатости любой поверхности на смачивание её любой жидкостью. Например уравнение Венцеля-Дерягина cosθ = xcosθ0 связывает краевые углы жидкости на шероховатой (θ) и гладкой (θ0) поверхностях с отношением х площади истинной поверхности шероховатого тела к её проекции на плоскость. Однако на практике это уравнение не всегда соблюдается. Так, согласно этому уравнению в случае смачивания (θ 90 – к его увеличению (т.е. к большей гидрофобности). Исходя из этого и даются, как правило, сведения о влиянии шероховатости на смачивание. По мнению многих авторов, скорость растекания жидкости на шероховатой поверхности ниже вследствие того, что жидкость при растекании испытывает задерживающее влияние встречающихся бугорков (гребней) шероховатостей. Необходимо отметить, что именно скорость изменения диаметра пятна, образованного строго дозированной каплей жидкости, нанесённой на чистую поверхность материала, используется в качестве основной характеристики смачивания в капиллярах. Её величина зависит как от поверхностных явлений, так и от вязкости жидкости, её плотности, летучести. Очевидно, что более вязкая жидкость с прочими одинаковыми свойствами дольше растекается по поверхности и следовательно медленнее протекает по капиллярному каналу.

4. Капиллярные явления

Капиллярные явления, совокупность явлений, обусловленных поверхностным натяжением на границе раздела несмешивающихся сред (в системах жидкость - жидкость, жидкость - газ или пар) при наличии искривления поверхности. Частный случай поверхностных явлений.

Изучив подробно силы, лежащих в основе капиллярных явлений, стоит перейти непосредственно к капиллярам. Так, опытным путём можно пронаблюдать, что смачивающая жидкость (например, вода в стеклянной трубке) поднимается по капилляру. При этом, чем меньше радиус капилляра, тем на большую высоту поднимается в ней жидкость. Жидкость, не смачивающая стенки капилляра (например, ртуть с стеклянной трубке), опускается ниже уровня жидкости в широком сосуде. Так почему же смачивающая жидкость поднимается по капилляру, а несмачивающая опускается?

Не трудно заметить, что непосредственно у стенок сосуда поверхность жидкости несколько искривлена. Если молекулы жидкости, соприкасающиеся со стенкой сосуда, взаимодействуют с молекулами твёрдого тела сильнее, чем между собой, в этом случае жидкость стремится увеличить площадь соприкосновения с твёрдым телом (смачивающая жидкость). При этом поверхность жидкости изгибается вниз и говорят, что она смачивает стенки сосуда, в котором находится. Если же молекулы жидкости взаимодействуют между собой сильнее, чем с молекулами стенок сосуда, то жидкость стремится сократить площадь соприкосновения с твёрдым телом, её поверхность искривляется вверх. В этом случае говорят о несмачивании жидкостью стенок сосуда.

В узких трубочках, диаметр которых составляет доли миллиметра, искривлённые края жидкости охватывают весь поверхностный слой, и вся поверхность жидкости в таких трубочках имеет вид, напоминающий полусферу. Это так называемый мениск. Он может быть вогнутым, что наблюдается в случае смачивания, и выпуклым при несмачивании. Радиус кривизны поверхности жидкости при этом того же порядка, что и радиус трубки. Явления смачивания и несмачивания в данном случае также характеризуется краевым углом θ между смоченной поверхностью капиллярной трубки и мениском в точках их соприкосновения.

Под вогнутым мениском смачивающей жидкости давление меньше, чем под плоской поверхностью. Поэтому жидкость в узкой трубке (капилляре) поднимается до тех пор, пока гидростатическое давление поднятой в капилляре жидкости на уровне плоской поверхности не скомпенсирует разность давлений. Под выпуклым мениском несмачивающей жидкости давление больше, чем под плоской поверхностью, и это ведёт к опусканию несмачивающей жидкости.

Наличие сил поверхностного натяжения и кривизны поверхности жидкости в капиллярной трубочке ответственно за дополнительное давление под искривленной поверхностью, называемое давлением Лапласа: ∆p = ± 2σ/R. Знак капиллярного давления («плюс» или «минус») зависит от знака кривизны. Центр кривизны выпуклой поверхности находится внутри соответствующей фазы. Выпуклые поверхности имеют положительную кривизну, вогнутые – отрицательную.

p0 = p0 – (2σ/R) + ρgh (1) где ρ – плотность жидкости, h – высота её поднятия в трубочке, p0 – атмосферное давление. Из данного выражения следует, что h = 2σ/ρgR. (2) Преобразуем полученную формулу, выразив радиус кривизны R мениска через радиус капиллярной трубочки r.

Из рис следует, что r = Rcosθ. Подставляя (1) в (2), получаем: h = 2σcosθ/ρgr.

Полученная формула, определяющая высоту поднятия жидкости в капиллярной трубочке, носит название формулы Жюрена. Очевидно, что чем меньше радиус трубки, тем на большую высоту поднимается в ней жидкость. Кроме того, высота поднятия растёт с увеличением коэффициента поверхностного натяжения жидкости. Подъём смачивающей жидкости по капилляру можно объяснить и по-другому. Как было сказано ранее, под действием сил поверхностного натяжения поверхность жидкости стремится сократиться. Вследствие этого поверхность вогнутого мениска стремится выпрямиться и сделаться плоской. При этом она тянет за собой частицы жидкости, лежащие под ней, и жидкость поднимается по капилляру вверх. Но поверхность жидкости в узкой трубке плоской оставаться не может, она должна иметь форму вогнутого мениска. Как только в новом положении данная поверхность примет форму мениска, она снова будет стремиться сократиться и т.д. В результате действия этих причин смачивающая жидкость и поднимается по капилляру. Поднятие прекратится, когда сила тяжести Fтяж поднятого столба жидкости, которая тянет поверхность вниз, уравновесит равнодействующую силу F сил поверхностного натяжения, направленных касательно к каждой точке поверхности.

По окружности соприкосновения поверхности жидкости со стенкой капилляра действует сила поверхностного натяжения, равная произведению коэффициента поверхностного натяжения на длину окружности: 2σπr, где r – радиус капилляра. Сила тяжести, действующая на поднятую жидкость, Fтяж = mg = ρVg = ρπr^2hg где ρ – плотность жидкости; h – высота столба жидкости в капилляре; g – устроение силы тяжести. Подъём жидкости прекращается, когда Fтяж = F или ρπr^2hg = 2σπr. Отсюда высота поднятия жидкости в капилляре h = 2σ/ρgR. В случае несмачивающей жидкости последняя, стремясь сократить свою поверхность, будет опускаться вниз, выталкивая жидкость из капилляра. Выведенная формула применима и для несмачивающей жидкости. В этом случае h – высота опускания жидкости в капилляре.

5. Явление капиллярности 5.1 В природе

Капиллярные явления также весьма распространены в природе и часто используются в практической деятельности человека. Дерево, бумага, кожа, кирпич и очень многие другие предметы, окружающие нас, имеют капилляры. За счет капилляров вода поднимается по стеблям растений и впитывается в полотенце, когда мы им вытираемся. Поднятие воды по мельчайшим отверстиям в куске сахара, забор крови из пальца – это тоже примеры капиллярных явлений.

Кровеносная система человека, начинаясь с весьма толстых сосудов, заканчивается очень разветвленной сетью тончайших капилляров. Могут вызвать интерес, например, такие данные. Площадь поперечного сечения аорты равна 8 см2. Диаметр же кровеносного капилляра может быть в 50 раз меньше диаметра человеческого волоса при длине 0,5 мм. В теле взрослого человека имеется порядка 160 млрд капилляров. Их общая длина доходит до 80 тыс. км.

По многочисленным капиллярам, имеющимся в почве, вода из глубинных слоев поднимается к поверхности и интенсивно испаряется. Чтобы замедлить процесс потери влаги, капилляры разрушают путем разрыхления почвы с помощью борон, культиваторов, рыхлителей.

5.2. В технике

В технике капиллярные явления имеют огромное значение, на­пример, в процессах сушки капиллярно-пористых тел и т. п. Боль­шое значение капиллярные явления имеют в строительном деле. Например, чтобы кирпичная стена не сырела, между фундаментом дома и стеной делают прокладку из вещества, в котором нет капил­ляров. В бумажной промышленности приходится учитывать капил­лярность при изготовлении различных сортов бумаги. Например, при изготовлении писчей бумаги ее пропитывают специальным со­ставом, закупоривающим капилляры. В быту капиллярные явления используют в фитилях, в промокательной бумаге, в перьях для по­дачи чернил и т. п.

Глава 2. Практическая часть 1. Анкетирование

При выполнении исследовательской работы я решил узнать знают ли люди о том , что встречаются с капиллярными явлениями в жизни и хотели ли бы они узнать больше про них, и провел анкетирование в котором приняло участие 20 человек и в котором было 5 вопросов

Вопрос № 1 Как вы думаете, встречаетесь ли вы с капиллярными явлениями в повседневной жизни?

Вопрос № 2 Считаете ли вы, что капиллярные явления влияют на жизнь человека ?

Вопрос № 3 Считаете ли вы, что капиллярные явления помогают многим растениям и животным в природе ?

Вопрос № 4 Проводили ли вы когда-нибудь опыты связанные с капиллярными явлениями ?

Вопрос № 5 Хотели ли бы вы узнать что то новое о капиллярных явлениях?

Из результатов таблицы я сделал вывод: респонденты знакомы с капиллярными явлениями, они считают, что явления влияют на жизнь людей и животных и хотят узнать что-то новое о них. Но малое количество людей проводило опыты по данной теме и я решил провести несколько экспериментов чтобы увидеть как происходят все эти явления.

2. Проведение опытов

Эксперимент №1 «Обнаружение силы поверхностного натяжения жидкости».

Оборудование: стакан с водой и мыльным раствором, иголка, проволочный каркас с нитью.
Порядок выполнения работы:
1) Сначала я налил воду в стакан.

2) Потом осторожно положил иголку на поверхность воды. Иголка не утонула. Я внимательно рассмотрел форму поверхности воды около иголки. Поверхность вокруг иголки прогнулась. 

3) Затем я взял проволочный каркас и привязал к нему нить, длина которой больше диаметра каркаса. Погрузил каркас в мыльный раствор и получил пленку. Нить на ней лежала в произвольном положении. Проколол пленку с одной стороны нити, и наблюдал, что пленка, оставшаяся с другой стороны нити, сокращается, натягивая нить. Таким образом, поверхность жидкости обладает следующим свойством: она стремится сократиться так, чтобы ее площадь поверхности стала минимальной. Силы, стремящиеся сократить эту поверхность и удерживающие иголку на поверхности воды называют силами поверхностного натяжения.  

     

      Эксперимент №2 «Подтверждение существования явлений смачивания и не смачивания. ».

Оборудование: стеклянная пластинка, ватка, одеколон, чистый лист белой бумаги, стеарин, пипетка, стакан воды.

Порядок выполнения работы:

1) Хорошо вымыл пластину мылом и теплой водой.

2) Когда она высохла,  я протер одну сторону ваткой, смоченной в одеколоне.

3) Потом взял кусочек гладкой белой бумаги и накапал на него стеарин со свечи, чтобы на нем получилась ровная плоская стеариновая пластинка размером с донышко стакана. Положил рядом стеариновую и стеклянную пластинки.

4) Капнул из пипетки на каждую из них по маленькой капле воды. На стеариновой пластинке получилось полушарие диаметром примерно 3 миллиметра, а на стеклянной пластинке капля растеклась.

5) После этого я взял стеклянную пластинку и наклонил ее. Капля уже и так растеклась, а теперь она потекла дальше, что свидетельствует о том что молекулы воды охотнее притягиваются к стеклу, чем друг к другу. Происходит процесс смачивания. Другая же капля каталась по стеарину при наклонах пластинки в разные стороны. Удержаться на стеарине вода не могла. Это наглядно показывает, что вода стеарин  не смачивает, молекулы воды притягиваются друг к другу сильнее, чем к молекулам стеарина.  

     

Эксперимент №3. «Подтверждение существования капиллярных явлений».

Оборудование: стакан с водой, х/б тряпочка.

Порядок выполнения работы:

Я взял чистую тряпочку и опустил один ее конец в стакан с водой, а другой свесил наружу через край стакана. Вода начала подниматься по порам ткани, аналогичным капиллярным трубкам, и постепенно пропитывать всю тряпочку. Через некоторое время избыток воды начал капать с висящего конца тряпочки. Поднятие жидкости по тряпочке происходит тогда, когда силы притяжения молекул жидкости друг к другу меньше сил их притяжения к молекулам твердого тела. В этом случае говорят, что жидкость смачивает твердое тело. 

Заключение

В ходе проделанной исследовательской работы мы изучили капиллярные явления происходящие в природе

Наша гипотеза подтвердилась, капиллярные явления действительно играют большую роль в природе и технике

В ходе работы над индивидуальным проектом была достигнута поставленная цель, которая заключалась в исследование капиллярных явлений ,а также в том чтобы выяснить роль капиллярных явлений жизни

Для реализации поставленной цели мною были достигнуты следующие задачи:

1 При выполнении данной работы были изучены капиллярные явления воды

2 При создании данного проекта были рассмотрены примеры капиллярных явлений в природе и технике

3 В ходе работы были проведены опыты по данным явлениям

Роль поверхностных явлений в живой природе и технике разнообразна. Поверхностная пленка воды является для многих организмов опорой для движения (водомерки, береговые пауки). Стволы деревьев, ветви растений пронизаны огромным числом капиллярных трубочек, по которым питательные вещества поднимаются до самых верхних листочков. Корневая система растений оканчивается тончайшими нитями – капиллярами. И сама почва, являющаяся источником питания для корня, может быть представлена как совокупность капиллярных трубочек, по которым, в зависимости от ее структуры и обработки, быстрее или медленнее, поднимается к поверхности вода с растворенными в ней веществами. Высота подъема жидкости в капилляре тем больше, чем меньше его диаметр.                                                                

Без поверхностного натяжения и капиллярных явлений мы не могли бы писать чернилами. Обычная ручка не зачерпнула бы чернил из чернильницы, а автоматическая сразу же поставила бы большую кляксу, опорожнив весь свой резервуар. Нельзя было бы намылить руки: пена не образовалась бы. И другие повседневные действия не могли бы быть исполнены без капиллярных явлений , поэтому они занимают особое место в нашей жизни

Список литературы

https://www.stud24.ru/phisics/kapillyarnye-yavleniya/429720-1529322-page1.html

https://rosuchebnik.ru/material/kapillyarnye-yavleniya-7419/

https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-kapillyarnie-yavleniya-v-prirode-525781.html

https://xn--j1ahfl.xn--p1ai/library/_kapillyarnij_effekt_vodi_152232.html

https://school-science.ru/15/23/50618

Приложение 1

Анкета

« Капиллярные явления »

Опрос проводится в целях узнать уровень информированности респондентов о капиллярных явлениях

Уважаемый респондент! Ответьте на поставленные ниже вопросы.

Поставьте «+» в ячейку рядом с выбранным Вами ответом

Вопрос № 1 Как вы думаете, встречаетесь ли вы с капиллярными явлениями в повседневной жизни?

Да__ Нет__

Вопрос № 2 Считаете ли вы, что капиллярные явления влияют на жизнь человека ?

Да __ Нет__

Вопрос № 3 Считаете ли вы, что капиллярные явления помогают многим растениям и животным в природе ?

Да__ Нет __

Вопрос № 4 Проводили ли вы когда-нибудь опыты связанные с капиллярными явлениями ?

Да__ Нет__

Вопрос № 5 Хотели ли бы вы узнать что то новое о капиллярных явлениях?

Да__ Нет__

Спасибо за участие в анкетировании! Ваши ответы нам очень важны.

Приложение 2