Конспект урока «Капиллярные явления» по физике для 10 класса

ОГКУЗ «Детский санаторий г. Грайворон»

Открытый урок

по физике

ТЕМА: Капиллярные явления.

Класс 10-й

Учитель:

Неговора

Татьяна

Петровна

Тема урока: «Капиллярные явления»

Цель урока: Создать условия для

- формирования понятий – мениск и капилляр

- углубления знаний учащихся о свойствах паров и жидкостей при

выполнении экспериментальных заданий;

- ознакомления учащихся с применением изученных явлений

в повседневной жизни;

- развития вычислительных и оформительных навыков, навыков

экспериментальной работы и мышления.

- повышения интереса учащихся к предмету.

Оборудование: сообщающиеся сосуды, стакан с водой, пипетки,

капиллярные трубки, стеклянные пластинки,

промокательная бумага, кусочек мела,

спички, таблица коэффициентов

поверхностного натяжения, деревянные палочки,

подкрашенная вода, таблица по биологии, плакаты.

План урока:

1. Орг. момент.

Постановка цели урока.

Сегодня мы продолжим изучение особенностей поведения жидкостей на границе раздела двух сред на примере движения жидкости по капиллярам.

На уроке мы должны:

1. Экспериментально установить факторы, зависящие на высоту поднятия жидкости в капиллярах

2. вывести формулу зависимости высоты подъема жидкости от других параметров,

3. проанализировать её,

4. применить эту формулу при решении задач.

5. Ответить на вопрос: вред или пользу приносят капиллярные явления?

Запись темы урока.

Для того чтобы успешно усвоить эту тему нам понадобиться вспомнить знания, полученные на предыдущих уроках.

1. Чем объясняются поверхностные эффекты (иголка на поверхности лежит) в жидкости? ( Поверхность жидкости стремится к сокращению).

2. Почему капелька воды имеет форму шара?

(.Вдоль поверхности действует сила, стремящаяся сократить

эту поверхность).

3. Как называется эта сила. И от чего она зависит? (сила поверхностного натяжения.

Поверхностное натяжение зависит от примесей и температуры).

4. Какие явления возникают на границе раздела жидкости и твердого тела? (Одни жидкости смачивают поверхности твердых тел, другие эти же поверхности не смачивают).

5. Оказывает жидкость давление на дно сосуда? По какой формуле можно определить

давление столба жидкости высотой?

6. Как располагаются уровни одно и той же жидкости в сообщающемся сосуде?

(На одинаковой высоте).

Демонстрация учителем сообщающихся сосудов с одинаковым уровнем жидкости.

Постановка проблемного вопроса.

Для всех ли сообщающихся сосудов будет выполняться это условие?

Давайте проверим это на опыте.

!!! Но вначале ознакомьтесь с правилами по технике безопасности необходимыми при работе со стеклянной посудой.

1 эксперимент. Работа учащихся.

А). Эксперимент – сообщающиеся капиллярные сосуды заполняются водой.

В чем же дело? Почему уровни поднятия жидкости различны?

Рассмотрите поверхность жидкости в этих капиллярах. Что они вам напоминают?

Как, по-вашему, с каким уже известным явлением это связано?

Жидкость растекается по капилляру - смачивание.

Рассмотрите плакат на доске (рисунки 7.17(в) и 7.18 на 254 странице вашего учебника). Как вы думаете, в чем различие между жидкостью на рис. (в) и рисунке 7.18?

Вывод: Одни поверхности вода смачивает, а другие нет. В зависимости от этого поверхность жидкости в капилляре имеет различную форму.

Учитель: Изогнутая поверхность жидкости называется мениском. Вводит понятие «мениск» mensos-лунный серп.

Еще чем отличаются ваши сосуды от тех, которые я продемонстрировала вам?

Б). Вывод. Высота поднятия зависит от толщины сосуда. Чем тоньше сосуд, тем выше высота поднятия жидкости в трубочке.

Учитель. Введение понятия капилляр. Capillaris (латынь) –волосной, капилля- волос. – Запись в тетрадь.

Давайте продолжим наш эксперимент.

2 эксперимент. Задание учащимся: (наливают воду одинакового объема).

1. Сравните уровень поднятия жидкости в чистой воде;

2. – в мыльной вод (Стаканчики с водой и трубочки-капилляры).

3. – в горячей воде. (Предположение)

Сделайте вывод. Уровень поднятия жидкости зависит от чистоты раствора и его температуры.

Экспериментально мы установили, от каких параметров и как зависит высота поднятия воды в капилляре. Теперь попробуем установить теоретическую зависимость.

Вывод формулы вместе с учащимися. Примем, что поверхность жидкости внутри капиллярной трубки имеет строго сферическую форму, радиус которой = r капилляра рис.7.24. – плакат. Если поверхность жидкости сферическая, то возникает разность давления.

Эту разность давлений называют лапласовым давлением. Рассмотрим рисунок 7.24, страница 259. Что можно сказать относительно величины давления на поверхности этих жидкостей (сравните их с атмосферным давлением).

Вывод. Давление на поверхности жидкостей в капиллярах может быть меньше атмосферного (смачивание) или же ниже атмосферного (несмачивание).

В точке (А) давление жидкости меньше атмосферного. На глубине, соответствующей уровню жидкости в широком сосуде (в точке В), к этому давлению прибавляется гидростатическое давление, где p - плотность жидкости. В широком сосуде на том же уровне, т.е. непосредственно под плоской поверхностью жидкости (в точке С), давление равно атмосферному давлению. Так как жидкость находится в равновесии, то давление на одном и том же уровне (в точках В и С) равны.

Следовательно

Запись в тетради формулы.

Запись формулы на доске.

Физкультминутка. А знаете ли вы, что в организме человека тоже есть капилляры? Плакат на доске – капилляры в организме человека. Так давайте сделаем маленькую разминку, чтобы по капиллярам кровь обогатила наш мозг кислородом, и мы смогли бы и дальше также успешно работать. (Звучит музыка). Разминка делаем массаж мочек ушей, надавливание точек на лбу от носа вверх, массаж тыльной стороны головы и волосяной поверхности.

Ну а теперь давайте продолжим работу.

Работа учащихся.

Анализ формулы – проводит учащийся, запись производных формул в тетрадь. Повторение единиц измерения физических величин.

Учитель. Дополнение (опускается на высоту H при несмачивании)

Опускается ниже уровня жидкости в сосуде.

Закрепление – используем таблицу коэффициентов поверхностного натяжения и справочные материалы в сборнике задач Рымкевича. Таблицу плотностей жидкости

1. Решение задач вычислительного характера

Карточки или задачник. У доски два учащихся решают задачи.

Спирт поднялся в капиллярной трубке на 1.2 см. Найдите радиус трубки. (0,47мм).

(Для успевающих дополнительно следующий номер).

Учитель. Какие возникли вопросы, какие затруднения?

Решение экспериментально-расчетной задачи.

По высоте поднятия воды определите радиус капиллярного сосуда –1 вариант;

радиус пустого стержня из-под пасты-2вариант.

2. Решение экспериментальных задач типа

А) Положите в воду кусок мела. Из него во всех

направлениях начнут выходить пузырьки. Объясните это явление (Ладсберг Т.1 стр.526)

Б). Сложите две стеклянные пластинки так, чтобы был маленький зазор. Объясните полученную картину.

В). Проведите эксперимент. Смочите несколько стеклянных пластинок и, поочередно, сдавливайте их. А теперь попробуйте их разъединить. Получилось? Объясните это. (Причина – отрицательное лапласово давление под вогнутой поверхностью жидкостной пленки между пластинами, в результате чего давление в жидкости оказывается меньше внешнего атмосферного; создается разность давлений, на пластинки действует сдавливающая сила).

Таким способом можно склеивать стекло.

Историческая справка. Говорят, что после второй мировой войны в Италии, в Турине, было решено провести Всемирный автосалон (ставший теперь уже традиционным). Для его проведения был сооружен огромный павильон, для хорошего освещения которого крышу планировалось сделать стеклянной. Решили соорудить крышу из отдельных склеенных между собой внахлест стеклянных листов. За несколько часов до открытия праздника крыши еще не было. Все в панике. Успех мероприятия был спасен талантливым архитектором (!)Нерви, предложившим склеить стекла… водой.

Что сейчас проделали и вы.

Вопрос. Как легче и безопаснее всего расклеить хрупкие стеклянные листы? (Сдвигая их).

В жизни мы встречаемся с телами, в которых имеется множество мелких пор и каналов (капилляров) – это бумага, пряжа, кожа, дерево, стебли различных растений, почва и т.д. Если такие тела соприкасаются с водой, то они её впитывают, но по-разному..

3. Решение качественных задач, имеющих практическое значение:

1. Для чего весной, а также после каждого дождя рекомендуется делать боронование земли?

2. Почему, если во время дождя коснуться изнутри полога палатки, она в этом месте начнет протекать? (Поры, образованные нитями материала палатки, достаточно малы, и образующиеся в них мениски удерживают попадающую в эти поры воду. Палец смачивается, и множество менисков сливаются в один большого диаметра. Он уже не может удерживать вес образующейся большой капли. Набухая и отрываясь, эта капля вытягивает за собой воду из капилляров, подготавливая образование новой капли.)

3. Почему легко писать чернилами на плотной бумаге, трудно – на промокашке и невозможно на промасленной бумаге? (Волокна целлюлозы на поверхности плотной бумаги хорошо смачиваются водным раствором чернил, но поры бумаги закрыты специальной обработкой при её изготовлении. Поры у промокашки открыты и втягивают в себя чернила – линия расплывается. Поверхность промасленной бумаги не смачивается).

4. Зачем между кирпичным фундаментом и деревянным срубом деревенского дома прокладывают слой толя (водонепроницаемого картона, пропитанного дегтем)? На чем ставили деревянные срубы в старину на Севере? (Обоженный кирпич – пористый. По этим порам из почвы может подниматься влага, в результате чего нижние бревна сруба гниют. Слой толя предотвращает это явления. На камнях).

5. Какой тряпкой быстрее соберешь лужу с пола – сухой или влажной? (Влажной. В порах между нитями сухой тряпки находится воздух. Он выходит не сразу, тряпка плохо намокает. Раз, намокнув, после того, как ее отожмут, тряпка быстро впитывает воду).

6. Чтобы мазь лучше впитывалась в смазанные лыжные ботинки, их нагревают. Как нужно нагреть ботинки – снаружи или изнутри? (Внутри кожи имеется большое количество капилляров. Внутри капилляра постоянного сечения капелька смачивающейся жидкости будет находиться в равновесии. Нагревание жидкости уменьшает поверхностное натяжение. Поэтому жидкость втягивается в сторону холодной части капилляра. Ботинки надо нагревать снаружи).

7. Почему при сушке дров на солнце на конце полена, находящегося в тени, выступают капельки воды. (При нагревании поверхностное натяжение воды уменьшается и становится меньше поверхностного натяжения холодной воды).

1 ряд решает задачи 4,5,6,7.

2 ряд решает задачи 1,2,3,4.

Ответы комментируются.

5. Домашнее задание. Достаньте дневники и запишите домашнее задание. Ознакомьтесь внимательно с параграфом 7.7,выучите формулы лапласова давления и зависимости высоты; составить две задачи: одну вычислительного характера, другую качественную. Оформить в виде карточки для соседа.

В собственной тетради все задания выполнить.

Для желающих: Эксперимент. Вода в стакане, две полоски (из промокательной бумаги и ткани). Полоски помещаются в стакан с водой, и наблюдается высота поднятия жидкости. Произвести расчет толщины капилляров.

6.Итоговое закрепление.

1. От чего зависит высота подъема жидкости в капиллярах?

2. По какой формуле можно рассчитать высоту поднятия жидкости в капилляре?

3. Что такое капиллярные явления?

4. Вред или пользу приносят человеку капиллярные явления.

1. Какие примеры из повседневной жизни или в технике, связанные с движением жидкости по капиллярам, вы знаете? Приведите примеры. (Примеры личного опыта или используя условия решенных задач)

7. Выставление оценок.

8. Рефлексия.

Самооценка полученных знаний на уроке. Учащиеся получают по семь полосок различного цвета – от красного до фиолетового. При помощи этих полосок помогите мне выяснить, насколько вам понятен был материал сегодняшнего урока и то, что происходило на уроке. Например, фиолетовый – ничего не понял. Красный – понял все. И т.д.

Домашний эксперимент. 5 спичек надломить пополам посередине, согнуть под острым углом и положить на гладкую поверхность в виде снежинки. Как из этой снежинки получить звездочку.

Для желающих: Эксперимент. Вода в стакане, две полоски (из промокательной бумаги и ткани). Полоски помещаются в стакан с водой, и наблюдается высота поднятия жидкости. Произвести расчет толщины капилляров.

.

.