Chương 7: CHẤT RẮN – CHẤT LỎNG – SỰ
CHUYỂN THỂ
Chủ đề 1: Biến dạng cơcủa vật rắn
Chủ đề 2: Sựnởvì nhiệt của chất rắn
Chủ đề 3: Các hiện tượng bềmặt của chất lỏng
Chủ đề 4: Sựchuyển thểcác chất
Chủ đề 5: Độ ẩm không khí
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
I. Kiến thức:
Dạng 1: Tính toán các đại lượng trong công thức lực căng bề mặt chất lỏng
- Lực căng bề mặt chất lỏng:
F =
σ
l
σ
(N/m) : Hệ số căng bề mặt.
l
(m) chiều dài của đường giới hạn có sự tiếp xúc giữa chất lỏng và chất rắn.
Chú ý: cần xác định bài toán cho mấy mặt thoáng
Dạng 2: Tính lực cần thiết để nâng vật ra khỏi chất lỏng
- Để nâng được:
k
F P f
> +
- Lực tối thiểu:
k
F P f
= +
Trong đó: P =mg là trọng lượng của vật
f
là lực căng bề mặt của chất lỏng
Dạng 3: Bài toán về hiện tượng nhỏ giọt của chất lỏng
- Đầu tiên giọt nước to dần nhưng chưa rơi xuống.
- Đúng lúc giọt nước rơi:
=
.
mg l
σ
⇔ =
1
.
.
V D g d
V
Dg d
n
σπ
σπ
⇔ =
⇔ =
Trong đó: n là số giọt nước, V( m
3
) là thể tích nước trong ống, D(kg/m
3
) là
khối lượng riêng chất
lỏng, d (m) là đường kính miệng ống
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
VÍ DỤ MINH HOẠ
Chủ đề 3: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
VD
1:
Một cộng rơm dài 10cm nổi trên mặt nước. người ta nhỏ dung dịch xà phòng xuống mộ
t
bên mặt nước của cộng rơm và giả sử nước xà phòng chỉ lan ra ở một bên. Tính lực tác dụ
ng
vào cộng rơm. Biết hệ số căng mặt ngồi của nước và nước xà phòng lần lượ
t là
3 3
1 2
73.10 / , 40.10 /
N m N m
σ σ
− −
= =
HD.
- Giả sử bên trái là nước,bên phải là dung dịch xà phòng. Lực căng bề mặt tác dụng lên cộ
ng
rơm gồm lực căng mặt ngồi
1
2
,
F F
của nước và nước xà phòng.
- Gọi l là chiều dài cộng rơm:
Ta có:
1 1 2 2
. , .
F l F l
σ σ
= =
Do
1 2
σ σ
>
nên cộng rơm dịch chuyển về phía nước.
- Hợp lực tác dụng lên cộng rơm:
F = F
1
– F
2
= (73 – 40).10
-3
.10.10
-2
= 33.10
-4
N.
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
VÍ DỤ MINH HOẠ
Chủ đề 3: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
VD2
. Một quả cầu có mặt ngoài hoàn toàn không bị dính ướt.
Bán kính quả cầu là 0,2 mm.
Suất căng mặt ngoài của nước là 73.10-3
N/m. Bỏ qua lực đẩy Acsimet tác dụng lên quả
cầu.
a) Tính lực căng mặt ngoài lớn nhất tác dụng lên quả cầu khi nó đặt trên mặt nước.
b) Quả cầu có trọng lượng bằng bao nhiêu thì nó không bị chìm?
HD.
a) Lực căng mặt ngoài lớn nhất: F = σ.2π.r = 9,2.10-5 N.
b) Quả cầu không bị chìm khi: P ≤ F = 9,2.10-5 N.
VD3:
Cho nước vào một ống nhỏ giọt có đường kính miệng ống d = 0,4mm. hệ số căng bề
mặt của nước là
3
73.10 /
N m
σ
−
=
. Lấy g = 9,8m/s2. Tính khối lượng giọt nước khi rơi khỏi ống.
HD.
- Lúc giọt nước hình thành, lực căng bề mặt F ở đầu ống kéo nó lên là
. . .
F l d
σ σ π
= =
- Giọt nước rơi khỏi ống khi trọng lượng giọt nước bằng lực căng bề mặt: F = P
σ π
σ π
− −
−
⇔ = ⇒= = = =
3 3 6
. . 73.10 .3,14.0,4.10
. . 9,4.10 0,0094
9,8
d
mg d m kg g
g
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187
II. CÁC DẠNG BÀI TẬP
BÀI TẬP TỰ LUYỆN
Chủ đề 3: CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
Câu 1
. Một vành khuyên mỏng có đường kính 34 mm, đặt nằm ngang và treo vào đầu dưới của một lò xo
để thẳng đứng. Nhúng vành khuyên vào một cốc nước, rồi cầm đầu kia của lò xo và kéo vành khuyên
ra khỏi nước, ta thấy lò xo dãn thêm 32 mm. Tính hệ số căng mặt ngoài của nước. Biết lò xo có độ
cứng 0,5 N/m.
Đs. 74,9.10-3 N/m.
Câu 2. Nhúng một khung hình vuông mỗi cạnh dài 8,75 cm, có khối lượng 2 g vào trong rượu rồi kéo lên.
Tính lực kéo khung lên. Biết hệ số căng mặt ngoài của rượu là 21,4.10-3 N/m.
Đs. 0,035 N.
Câu 3. Một vòng xuyến có đường kính ngoài là 44 mm và đường kính trong là 40 mm. Trọng lượng của
vòng xuyến là 45 mN. Lực bứt vòng xuyến này khỏi bề mặt của glixêrin ở 20 0C là 64,3 mN. Tính hệ số
căng mặt ngoài của glixêrin ở nhiệt độ này.
Đs. 73.10-3 N.
Câu 4. Một vòng nhôm hình trụ rổng có bán kính trong 3 cm, bán kính ngoài 3,2 cm, chiều cao 12 cm đặt
nằm ngang trong nước. Tính độ lớn lực cần thiết để nâng vòng ra khỏi mặt nước. Biết trọng lượng
riêng của nhôm là 28.103 N/m3; suất căng mặt ngoài của nước là 73.10-3 N/m; nước dính ướt nhôm.
Đs. 0,0114 N.
Câu 5. Để xác định suất căng mặt ngoài của rượu người ta làm như sau: Cho rượu vào trong bình, chảy
ra ngoài theo ống nhỏ giọt thẳng đứng có đường kính 2 mm. Thời gian giọt này rơi sau giọt kia 2 giây.
Sau thời gian 780 giây thì có 10 g rượu chảy ra. Tính suất căng mặt ngoài của rượu. Lấy g = 10 m/s2.
Đs. 40,8.10-3 N/m.
Vu Dinh Hoang - lophocthem.com - vuhoangbg@gmail.com -
01689.996.187