Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 5 - GV. Nguyễn Như Xuân

Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 5 - Chất lỏng cung cấp cho bạn đọc các kiến thức về cấu tạo và các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng, hiện tượng mao dẫn, bài tập chất lỏng.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Vật lý đại cương 2: Chương 5 - GV. Nguyễn Như Xuân HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SƢ BỘ MÔN VẬT LÝ NGUYỄN NHƢ XUÂNVẬT LÝ ĐẠI CƢƠNG 2 Chương 5: CHẤT LỎNG Cấu tạo và các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng. Hiện tượng mao dẫn . Bài tập chất lỏng.I. Cấu tạo và các hiện tượng mặt ngoài của chất lỏng1. Cấu tạo và chuyển động phân tử chất lỏng. a. Trạng thái lỏng của các chất - Chất lỏng là trạng thái trung gian của chất khí và chất rắn. - Ở những nhiệt độ xác định có sự chuyển trạng thái từ chất lỏngsang chất rắn (quá trình đông đặc), từ chất lỏng sang chất khí(quátrình ngưng tụ). - Ở trạng thái bình thường chất lỏng lại có những tính chất khácthường so với chất rắn và chất khí. b. Cấu tạo và chuyển động phân tử của chất lỏng - Các phân tử chất lỏng nằm gần nhau gấp 10 lần so với trong cácchất khí ở áp suất tiêu chuẩn nhưng luôn luôn dịch chuyển hỗn loạntheo các hướng do chuyển động nhiệt.- Theo quan điểm thống kê, các phân tử chất lỏng mỗi phân tử cũngdao động xung quanh VTCB nhưng chúng không gắn bó vĩnh viễn ở vịtrí ấy mà thỉnh thoảng lại thay đổi VTCB, di chuyển đi một đoạn độdài vào cỡ kích thước phân tử.- Khoảng thời gian mà mỗi phân tử có thể tồn tại ở một VTCB nàođấy sẽ càng lớn khi nhiệt độ chất lỏng càng thấp. Năng lượng dao W động của phân tử. Thời gian dao    oe kT Chu kì dao động động trung bình trung bình của của một phân tử một phân tử quanh VTCB quanh VTCB2. Áp suất phân tử chất lỏng.-Các phân tử chất lỏng sắp xếp gần nhau để lực hút giữa chúng cócường độ khá lớn.- Lực hút này giảm nhanh theo khoảng cách, khoảng cách ro đủ lớncó thể bỏ qua lực hút giữa các phân tử. Khoảng cách ro này được gọilà bán kính tương tác, còn mặt cầu có bán kính ro được gọi là mặtcầu tương tác (mặt cầu bảo vệ). Phân tử nằm ởPhân tử nằm sâu lớp mặt ngoài,trong chất lỏng, lực tác dụng vàolực tác dụng vào mỗi phân tửmỗi phân tử hướng vào trongbằng không chất lỏng Gây ra áp suất phân tử (nội áp trong PT Vandecvan)3. Năng lượng mặt ngoại và sức căng mặt ngoài của chất lỏng.a. Năng lượng mặt ngoài- Muốn đưa một phân tử chất lỏng từ bên trong lòng chất lỏng rangoài lớp bề mặt, cần phải tốn một công để chống lại tác dụng củalực tổng hợp đó. Khi phân tử chất lỏng di chuyển từ bên trong ra gầnmặt thoáng, động năng của nó giảm đi và biến thành thế năng. Mỗiphân tử bên trong lớp lân cận mặt thoáng sẽ có một thế năng bổsung. Phần năng lượng bổ sung này được gọi là năng lượng bề mặtcủa chất lỏng.- Năng lượng mặt ngoài tỷ lệ với diện tích mặt ngoài của chất lỏng. E  S : là một hệ số tỷ lệ được gọi là hệ số lực căng mặt ngoài của chấtlỏng (N/m), phụ thuộc vào nhiệt độ, các chất hoà tan. S là diện tích mặt ngoài.- Khi hệ đạt trạng thái cân bằng bền thì thế năng đạt cực tiểu do đómột giọt chất lỏng không chịu tác dụng của các tác nhân bên ngoài sẽcó dạng sao cho mặt thoáng của nó có diện tích nhỏ nhất, tức là códạng hình cầu. Tính chất thu nhỏ diện tích bề mặt của chất lỏng.b. Lực căng mặt ngoài Thí nghiệm:Dùng một khung hình chữ nhật làm bằngdây thép mảnh có cạnh CD di chuyển dễdàng dọc theo hai cạnh BC và AD. A B Nhúng thẳng đứng khung này vào nước xàphòng rồi lấy ra nhẹ nhàng ta được mộtmàng xà phòng hình chữ nhật. Màng xàphòng là một khối dẹt dung dịch xà phòng. D CNếu bây giờ ta nângkhung cho nó dần dầnnằm ngang thì sẽ quan D Asát thấy thanh CD bịkéo về phía cạnh AB domàng xà phòng thu bédiện tích lại C B Để giữ nguyên mặt ngoài của chất lỏng cần tác dụng lên chu vi mặt ngoài các lực vuông góc với đường chu vi và tiếp tuyến với mặt ngoài gọi là sức căng mặt ngoài-Lực căng (sức căng) mặt ngoài A Bcó đặc điểm: + Tác dụng lên một chu vi củađường giới hạn.+ Có phương: nằm trong mặtphẳng tiếp xúc của mặt chấtlỏng và vuông góc với đường D Cchu vi của mặt giới hạn.+ Có chiều làm thu nhỏ diệntích của mặt thoáng+ Có độ lớn tỷ lệ với chiều dàil của chu vi đường giới hạn F F F  lCác ví dụ về một số hiện tượng tạo thành do tác dụng của sứccăng mặt ngoài: Giọt nước có dạng gần hình cầu .Troø chô ...