• مشکی
  • سفید
  • سبز
  • آبی
  • قرمز
  • نارنجی
  • بنفش
  • طلایی
عضویت در خبرنامه
  • تعداد بازديد :
  • 12043
  • دوشنبه 28/12/1385 - 19:32
  • تاريخ :

پدیده ی کشش سطحی

طرح درس:

 

می توانید پس از تدریس مبحث کشش سطحی مطابق کتاب درسی، آزمایش‌ها و مشاهدات زیر را در کلاس انجام دهید و از دانش آموزان بخواهید اَن را توضیح دهند.

 

وسایل لازم:

 

محلول آب و مایع ظرف شویی: 2 لیوان  - تقریباً 300 سی سی- ( برای تهیه ی محلول آن را به آرامی هم بزنید که کف نکند )، آب، مفتول سیمی ( مفتول سیمی گل فروشی برای این کار بسیار مناسب است )، نخ قرقره ی معمولی، الکل صنعتی: یک لیوان - حدود200 سی سی - چند قطره مایع ظرف شویی، چند قطره روغن مایع، قطره چکان، دستمال کاغذی یا پارچه برای تمیز کردن آبی که روی میز می ریزد.

 

شرح کار :

 

مقداری آب تمیز در بشر یا کاسه بریزید و مقداری پودر گچ را به آرامی روی آن بپاشید. گچ ‌ها روی آب باقی می مانند. قطره ای مایع ظرف شویی را در وسط ظرف روی آب بریزید. چه اتفاقی می‌افتد؟ پودرها به اطراف پخش می‌شوند، ولی درون اَب فرو نمی روند و سطح آب در اطراف قطره ی مایع ظرف شویی تمیز می‌شود. 

 

سؤال: دلیل این اتفاق چیست؟ 

به نظر می‌رسد سطح اب در محل افتادن قطره مایع ظرف شویی شکافته شده است. در واقع مایع ظرف شویی باعث کم شدن کشش سطحی یعنی سست شدن نیروی بین مولکول های سطح آب می شود. به همین علت مولکول ها در محل افتادن قطره، به اطراف کشیده می‌شوند و گرده های گچ را هم به همراه خود می‌برند.

مقداری از محلول آب و مایع ظرف شویی را در بشر یا کاسه بریزید. مراقب باشید محلول کف نکند. حلقه ای از مفتول سیمی بسازید و مانند شکل، نخی را به آن گره بزنید. حلقه را درون محلول فرو کنید و پس از چند ثانیه آن را به آرامی بیرون بکشید. حباب نازکی روی آن را می‌پوشاند ( وجود کف روی این حباب باعث سست شدن آن و به هم خوردن آزمایش می‌شود). حال با دقت به کمک یک سوزن تمیز یا نوک مداد حباب یک طرف نخ را بترکانید. حباب طرف دیگر، نخ را می کشد و شکل زیر حاصل می‌شود.

سؤال: چه اتفاقی افتاد؟ 

حباب نازک، به دلیل وجود کشش سطحی که ناشی از نیروی قوی بین مولکول هاست، تمایل دارد مولکول های خود را به جمع ترین شکل ممکن در آورد و کم ترین سطح را اشغال کند. به همین دلیل نخ را به سوی خود می‌کشد.

از حباب‌ها برای کشف غشاها استفاده کنید

این قسمت از آزمایش جالب است، اما ممکن است توضیح آن برای دانش آموزان کمی مشکل باشد. مقداری الکل درون بشر یا کاسه بریزید. یک قطره روغن درون الکل بچکانید. اگر قطره در آن شناور نشد، مقداری آب به الکل اضافه کنید تا جایی که قطره ی روغن در محلول غوطه ور شود. غوطه ور شدن قطره ی روغن در محلول آب و الکل، مانند آن است که قطره در حالت بی وزنی است.

سؤال: شکل قطره چگونه است؟ چرا؟ 

قطره کروی شکل است. زیرا کره در میان سایر شکل های با حجم ثابت، کم ترین سطح جانبی را دارد. روغن به دلیل وجود کشش سطحی تمایل دارد به شکلی درآید که کم ترین سطح را داشته باشد. به همین دلیل شکل کروی را تشکیل می‌دهد.

این قسمت از آزمایش برای دانش آموزان جالب است و حتی می‌تواند به صورت مسابقه در کلاس اجرا شود. به همین دلیل وسایل مورد نیاز آن را هم به طور جداگانه فهرست می‌کنیم .

 

وسایل لازم:

 

 کارتن بسیار کلفت یا ترجیحاً کارتن پلاست ( کارتن پلاست کارتنی از جنس پلاستیک است که بسیار سبک است، به راحتی بریده می‌شود، زود خراب نمی شود و ارزان قیمت هم می باشد. این محصول را می‌توان از نوشت افزار فروشی ها تهیه کرد )، قطره چکان، محلول آب و مایع ظرف شویی، کاسه ی بزرگ آب، مداد، قیچی یا کاتر، دستمال کاغذی برای پاک کردن آبی که روی میز می ریزد.

 

شرح آزمایش:

 

مقوای کارتن یا کارتن پلاست را به صورت قایق ببرید. ( اگر از کارتن استفاده می‌کنید، ترجیحاً یک روی آن را کاملاً با نوار چسب بپوشانید ) می‌خواهیم این قایق را روی سطح آب به حرکت درآوریم، پس به یک مخزن سوخت نیاز داریم. برای این کار مانند شکل زیر سوراخی را در عقب قایق ایجاد می‌کنیم و برای آن یک اگزوز هم درنظر می‌گیریم. به محل قرار گرفتن مخزن روی قایق دقت کنید. همچنین قطر مخزن باید 2 برابر ضخامت اگزوز باشد. حال قطره چکان را از محلول آب و مایع ظرف شویی پر کنید و قایق را روی سطح آب قرار دهید. ( اگر قایق را از کارتن ساخته اید، آن را از طرفی که چسب زده اید،  در آب بگذارید تا کارتن خیس نشود ) حال به آرامی به کمک قطره چکان یک قطره از محلول را درون مخزن بریزید.

از حباب‌ها برای کشف غشاها استفاده کنید

سؤال: چه اتفاقی روی می دهد؟ 

قایق به آرامی به جلو حرکت می‌کند.

 

سؤال: چرا؟

همانند قسمت اول آزمایش، سطح آب در محل قطره شکافته می شود و تمایل دارد که از هم باز شود. ولی وجود قایق روی سطح آب مانع از این امر می‌شود. مولکول های آب فقط می‌توانند از طریق اگزوز قایق از زیر آن فرار کنند و همین اتفاق باعث جلو رانده شدن قایق می‌شود. در واقع این پدیده مانند حرکت رو به جلوی جت است، که خروج گازهای داغ از انتهای آن باعث جلو رانده شدن جت می‌شود.

حال اگر از ابتدا قایق را کمی بزرگ تر ببرید و مانند شکل زیر برای آن دو مخزن سوخت درنظر بگیرید، می‌توانید آن را به چپ و راست هم هدایت کنید.

پدیده کشش سطحی

می توانیداین آزمایش را به صورت مسابقه اجرا کنید و از دانش آموزان بخواهید در گروه خود قایقی بسازند. هر گروهی که بتواند قایق اش را بیش تر و بهتر حرکت دهد، برنده خواهد بود. هم چنین دقت کنید که بعد از ریختن چند قطره از محلول درون آب، سطح آب از مایع ظرف شویی اشباع می‌شود و دیگر نتیجه ی دلخواه حاصل نمی شود. در این مورد باید آب درون ظرف را عوض کنید و کار را با ظرف و آب تمیز دیگری ادامه دهید.

UserName