Урок 197. Поверхностная энергия. Коэффициент поверхностного натяжения

Урок физики в Ришельевском лицее

[@user-em4hu9nv3f]

здоровья вам огромного и долгих лет жизни. очень хорошо и просто объясняете

[@NayaNe17]

Здравствуйте. В школе не понимала, насколько в медицинском может понадобиться физика, и сейчас пожинаю плоды. Спасибо большое, помогли разобраться в механизме действия сурфактанта)

[@Danial.2407]

а в чем физика в меде помогает например?

[@imaybeparanoid8070]

@@Danial.2407 помогает разобраться в механизме действия сурфактанта)

[@russiancyclist8227]

Эх, стереть бы себе память и снова посмотреть все уроки. Спасибо вам, Павел:)

[@_device]

Посмотри ещё раз, обнови в памяти

[@idumah]

Не дай бог... Скоро экзамен)

[@chameseddine4682]

ты идиот?

[@chameseddine4682]

@@idumah че как

[@user-gi7he1xi8b]

Зачем стирать?

[@historyvialego3667]

Как же я благодарен Павлу Андреевичу за уроки! Исключительно благодаря ему понял некоторые темы.

[@neutronplay8936]

Спасибо за прекрасный урок !!!

[@ghost.6978]

Большое спасибо за ваши уроки.Смотрю из Азербайджана,вы очень помогаете!

[@neutronplay8936]

Большое спасибо за ваши уроки

[@neutronplay8936]

Спасибо за труд !

[@user-hw6xr8xx9m]

Пропустила пару физики в лицее, посмотрела это видео, всë поняла

[@antont3446]

Мне кажется, в середине (~с 18 минуты, в части про вывод поверхностного натяжения), было бы очень полезно явно указать еще радиус проволочки. Сказать, что мы им пренебрегаем, т.к. он гораздо меньше \delta x

[@mavst-va5165]

Спасибо)

[@user-fq4ux1pg5m]

Здравствуйте. Спасибо большое за ваши видеоролики. После просмотра видео появился вопрос: на 11:06 вы говорите, что молекулу утягивает вниз, в результате чего расстояние между молекулам увеличивается, и они начинают притягиваться. Но ведь эти молекулы(между которыми увеличивается расстояние) тоже должны утягиваться вниз, а значит равновесие восстановится, потому что все молекулы верхнего слоя опустились немного вниз. Есть догадка, что эти силы натяжения не дают остальным молекулам опуститься вниз, но я точно не знаю. Подскажите, пожайлуста, в чём я не прав.

[@user-fp5fc5pe7e]

Автор сказал это для упрощения, посмотри в учебнике Мякишева по термодинамике, там вкратце написано, что как следствие сил молекулярного взаимодействия поверхность жидкости становится растянутой

[@bagirhaciyev4092]

Спасибо большое.

[@user-eg9fh1cv6i]

Рассмотрим молекулу находящуюся в толще жидкости. Она взаимодействует с соседями по всем 6 направлениям в координатах x, y, z. Обозначим её потенциальную энергию взаимодействия за 6W. Теперь рассмотрим молекулу находящую вблизи к поверхности. Она взаимодействует с соседями по 5 направлениям, значит её потенциальная энергия 5W. У какой молекулы потенциальная энергия больше? Как известно, сила взаимодействия между молекулами обратно пропорциональна квадрату расстояния. Чтобы растащить молекулы на такое расстояние, где потенциальная энергия взаимодействия между ними будет равна нулю, нужно совершить положительную работу, значит потенциальная энергия отрицательна. Отсюда видно, что 5W > 6W, а значит поверхность обладает избыточной энергией Коэффициент поверхностного натяжения это ничто иное, как избыточная энергия, деленная на площадь

[@0Алмаз0]

Спасибо!

[@user-zz3sz3rw1f]

Вращение капли похоже на сепаратор, который разделяет различные плотности

[@andmacro6244]

respect

[@nicelych]

Здравствуйте! Прекрасное занятие) У меня остался только один вопрос: почему при увеличении температуры ослабевают межмолекулярные взаимодействия и уменьшается поверхностное натяжение?

[@pvictor54]

Во-первых, увеличивается среднее расстояние между молекулами, во-вторых, увеличивается плотность пара над жидкостью, а потому уменьшается разница между жидкостью и паром. При критической температуре эта разница исчезает, и коэффициент поверхностного натяжения обращается в нуль.

[@nicelych]

@@pvictor54, спасибо большое)

[@user-jj5nc4tc2m]

Павел Андреевич, 11:50 - ведь с увеличением расстояния между молекулами, согласно графику, сила притяжения сначала увеличивается, потом начинает уменьшаться. Значит, эта сила должна зависеть от степени натяжения? Кроме того, с увеличением площади поверхности, на ней становится больше молекул, которые имеют дополнительную потенциальную энергию, следовательно, а, чем больше молекул, тем больше сила натяжения, т.е. чем больше площадь поверхности, тем больше её площадь натяжения. Эти два факта говорят, что как будто сила натяжения должна зависеть от степени растяжения, по аналогии с силой упругости? Я, конечно, знаю, что не зависит, но в чём ошибочность моих рассуждений?

[@Oli-ow6jx]

27:04 на изменение площади поверхности жидкости. 27:15 у плёнки есть площадь с одной и другой стороны. 28:24 записали дельта S для плёнки(так как здесь d для двух сторон), а не для жидкости(как в определении). Получается, что нужно считать всё-таки поверхность плёнки(2 стороны)?

[@angspb78]

Больше примеров, а то не ясно для чего это поверхностное натяжение нужно

[@daniil_goryunov]

Там вроде в следующих роликах есть задачи, а так чисто олимпиадная тема)

[@dilos9997]

Здравствуйте, если трубка переменного сечения , то что бы найти общую силу надо интегрировать ,да?

[@sergio5667]

28:50, я правильно понял, что вы пренебрегаете расстоянием между пластинами по сравнению с длинной этих же пластин?

[@pvictor54]

Да, конечно.

[@user-vh8fu8xn5x]

Численно все так и осталось бы,но только плоскость там уже не проведешь

[@iliakokhnovich9167]

Жидкость стремится к минимуму своей площади,но вот если например она будет в космосе в виде идеального шара,то что тогда?Ведь в этом случае площадь поверхности меняться не будет и это значит,что на молекулы поверхности не действует никаких сил,и стало быть они должны иметь минимальную потенциальную энергию(также как и молекулы в объёме).А это должно означает,что избыточной энергии нету.Но ведь площадь не нулевая,значит удельная поверхностная энергия должна быть равна нулю?

[@pvictor54]

Нет, не должна. Даже в космосе, чтобы вытащить молекулу из объема жидкого шара на поверхность, нужно совершить работу.

[@consequencesofactionscoa615]

Здравствуйте. Почему стеклорез режет стекло через слой жидкости лучше чем без жидкости? На это влияет поверхностное натяжение или здесь проявляются другие силы?

[@MrRosSerg]

Добрый день. Не совсем понял, почему все молекулы, находящиеся на поверхности жидкости, не переместятся внутрь жидкости, если их туда тянут силы? Единственное предположение (которое пришло мне в голову), что эти силы, тянущие молекулы с поверхности внутрь жидкости, компенсируются силами отталкивания от близлежащего к поверхности слоя молекул (т.е. вполне вероятно, что поверхностный слой находится несколько на меньшем расстоянии к своему ближайшему слою внутри жидкости, чем равновесное расстояние между молекулами глубоко внутри жидкости)

[@pvictor54]

Именно так оно и есть!

[@MrRosSerg]

Спасибо.

[@user-jj5nc4tc2m]

Суперобъяснение!!

[@user-ld7jz2ls2z]

Здравствуйте. Я слышал другое объяснение про поверхностное натяжение, которое, видимо, неправильное. Молекулы на поверхности жидкости, чтобы не падать постоянно вниз, начинают притягиваться друг к другу сильнее, компенсируя притяжение нижних молекул, и поэтому расстояние между ними меньше, чем расстояние в глубине воды. Что в этом объяснении неверно?

[@pvictor54]

Если расстояние между молекулами меньше, они должны отталкиваться друг от друга.

[@aeroseal24]

Павел Андреевич, задачу решаю, которую вы задали в этом уроке по Гельфгату 5.45. "Смачиваемый водой кубик m=3 г плавает на поверхности воды.Длина ребра 3 см.На какой глубине находится нижняя грань, если она горизонтальна?" И сколько раз пересчитываю, получается 43 м. Рабочая формула получилась : h=(mg+4σа)/pga^2-где а-длина ребра. Ед.измерения получается в метрах. Возможно, я перевел неправильно в СИ.Ведь а^2=3*10^-4 м ; а=3*10^-2 ; р= 10^3 кг/м^3 , m=3 ×10^-3 ? Подскажите, пожалуйста.

[@pvictor54]

Формула правильная. Проверь вычисления.

[@aeroseal24]

@@pvictor54 спасибо, я понял.Я записал 10^-3, когда уже перевел сантиметры в метры.

[@razenkovv]

Здравствуйте. Не могу понять - почему поверхностного натяжения нет между двумя границами жидкости? Почему сила пов. натяжения действует только на границы жидкости?

[@pvictor54]

Где у жидкости две границы? Что имеется в виду?

[@razenkovv]

Павел ВИКТОР Когда рисуется вид на проволоку сбоку (в выводе формулы для силы пов. натяжения). Почему сила не действует на проволоку посередине? Ведь там же крайние молекулы жидкости тоже находятся на большем расстоянии между собой чем в толще жидкости?

[@user-so5rj1dr1r]

Павел Андреевич! Скажите, пожалуйста, почему молекулы во внешнем слое должны притягиваться друг к другу? Если говорить о капле воды, тогда понятно: внешний слой тянется внутрь, а отсюда меньше радиус ну и растояние между молекулами. А если вода просто налита в стакан? Внешний слой молекул просто опускается ниже.

[@pvictor54]

При увеличении расстояния между молекулами между ними возникают силы притяжения.

[@user-so5rj1dr1r]

@@pvictor54 но почему они притягиваются сильнее во внешнем слое? Их тянет вниз, они притягиваются сильнее к нижним молекулам, а друг к другу почему? Ведь весь слой опускается

[@adilaitbaev5456]

10:57

[@casimoffkirill]

А как определить длину границы у увеличевающейся сферы,это длина окружности?

[@danilkaretkin6825]

По-моему,вы оговорились на 11:13.Расстояние между молекулами не может быть меньше на поверхности,это бы означало то,что там их плотность больше,а не меньше.Или я не правильно понял?

[@pvictor54]

Да, это оговорка. Позже на рисунке правее уже всё правильно.

[@danilkaretkin6825]

спасибо вам за уроки,очень информативно и доступно объясняете!

[@danilkaretkin6825]

спасибо вам за уроки,очень информативно и доступно объясняете!

[@user-fh4dw9rs3x]

Павел Андреевич, кажется у вас ошибка. Не ЛандсберТ, а ЛандсберГ

[@pvictor54]

Я знаю, что Ландсберг. Это у меня почерк такой. Или дикция страдает.

[@user-fh4dw9rs3x]

@@pvictor54 в домашнем задании явно т, извините.

[@user-ls5vw8sl8s]

Павел, добрый вечер! Не совсем понял...Как измерить поверхностную энергию?

[@pvictor54]

Это то же самое, что и коэффициент поверхностного натяжения. Методов его измерения много (метод отрыва капель, метод отрыва проволоки или кольца).

[@livebright2269]

Здравствуйте, помогите разобрать в задаче. Кусок льда, имеющий объём 0,01 м3, плавает в воде. Чему равна выталкивающая сила, действующая на лёд со стороны воды? (pл=900кг/м3.). Вытылкивающая сила равна произведению плотности вещества на объем погруженного тела на ускорения свободного падения. В данной задаче сила тяжести уравновешивается силой Архимеда. В решениях почему то используют плотность льда, не могу понять почему?

[@pvictor54]

Сила тяжести равна произведению плотности льда на объем куска и на ускорение свободного падения. Такое же значение имеет выталкивающая сила, поскольку кусок льда находится в равновесии.

[@angspb78]

Почему в стакане вода не принимает форму максимально сократить площадь поверхности а именно форму шар или овал?

[@7sdfsdfs8]

Вода в стакане принимает самую маленькую возможную площадь из предоставленного объёма.

[@user-ij2po1wp2e]

А в примере с каплей из пипетки, какая именно сила совершает работу против сил молекулярного притяжения?

[@pvictor54]

Сила тяжести.

[@TeaSprings]

Здравствуйте. А вот если у нас сосуд имеет форму куба, то что тогда будет длиной границы поверхности жидкости?

[@pvictor54]

Учетверенная длина ребра.

[@migmamember8742]

Молекул на поверхности втягивает сила уносящая их вглубь. Но на том месте где молекулы ушли внутрь всё равно же появиться слой новых молекул которые до этого были в нижнем слое. И на них тоже будет действовать сила направленная вниз. Значит, поверхностный слой будет постоянно заменяться новыми? А если нет, то какая сила уравновешивает силу тянущую молекулу вниз?

[@pvictor54]

Новые молекулы не пустит та самая сила, что затягивает их внутрь.

[@whoisygim]

Павел Андреевич, почему у нас длина границы L = 2d, ведь плёнка граничит с рамой по всему её периметру?

[@pvictor54]

Да. Но перемещается только одна сторона рамки.

[@posthumousremorse3505]

Не очень ясен механизм, который вы описали при объяснении сил, действующих на молекулы поверхностного слоя. Ведь близлежащие молекулы должны отталкиваться, или меня запутал мякишев?

[@user-ee5jz3pq7d]

Про 11:34 . Правильно ли будет если так сказать? Молекулу на поверхности утянуло вниз и расстояние между соседними молекулами увеличилось и они притянулись друг к другу и снова одну молекулу утянуло вниз. И каким-то образом у поверхности пришла молекула и она притянулась, какая-то молекула утонула и так бесконечно

[@pvictor54]

Нет. За молекулой, которую утянуло, следующая молекула не пойдёт, так как её не пустит предыдущая.

[@user-ee5jz3pq7d]

@@pvictor54 аа.Понял, спасибо :)

[@user-bz6tn6zq7n]

а можно спросить? А зачем вам наушники??

[@raideret1883]

А звук как будет записываться ?

[@arnoldenot7011]

25:05

[@arnoldenot7011]

36:30

[@_zoro.roronoa_1170]

а,вы Павел или Виктор?

[@countwladantin]

Гарольд

[@zxccursedghoulsssrank993ruskid]

А главное дети, НЕ ЧИТАЙТЕ ЛАНСБЕРГА(все кроме оптики)

[@pvictor54]

Вот как раз оптику не читайте, пока не станете студентами-физиками!

[@AlexMan-wi3mu]

У меня чего то не получилась данную книгу скочать, которую вы предлогали.

[@AlexMan-wi3mu]

Врятли. Физика-наука изучающая природу, а граматика- это всеголишь культура общения. То есть граматику можно "опустить".

[@user-oe7je7tq9c]

Феноменальный случай: неграмотный меня переубедил. Ты заслуживаешь уважения, малец.

[@OnePunchman-jl9fe]

@@user-oe7je7tq9c да это любой бы сделал

[@Igor7sky]

Американская космическая станция? Была такая одна всего, поработала с 1973 по 1976 годы и всё. Наверное нужно было сказать международная космическая станция (МКС), правда?

[@gh-by9qj]

А почему с ростом температуры удельная поверхностная энергия уменьшается?

[@pvictor54]

Уменьшается различие между жидкостью и ее паром. При критической температуре эта разница исчезает, и исчезает поверхность раздела жидкости и пара, а поверхностная энергия обращается в ноль.

[@user-tk4je9qx8z]

@@pvictor54 не понятно почему именно при небольших темпераратурах изменяется поверхностная энергия , ведь при увеличении температуры изменяется кинетическая энергия, не могли ли вы обьяснить в следствие чего уменьшается энергия поверхностного натяжения?

[@pvictor54]

@@user-tk4je9qx8z Потому что уменьшается различие в концентрации молекул жидкости и ее насыщенного пара. При критической температуре эта разница и вовсе исчезает.