BÀI 37
CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
Bài 1: Ứng dụng nào sau đây không phải của hiện tượng nở vì nhiệt?
A. Giữa hai thanh ray đường sắt có một khe hở.
B. Những dây dẫn điện thường được căng hơi trùng.
C.Cốc thủy tinh nóng lên khi rót nước nóng vào.
D. Các ống dẫn thường có những chỗ uốn cong
 
Bài 2: Nguyên tắc hoạt động của dụng cụ nào sau đây không liên quan đến sự nở vì nhiệt?
A. Đồng hồ điện tử.
B. Nhiệt kế kim loại.
C. Áptômát
D. Rơle nhiệt.
Bài 3: Hiện tượng nào sau đây do sự nở vì nhiệt gây ra?
A. Nước đọng lại bên ngoài cốc nước đá.
B. Thanh kim loại bị kéo dãn.
C. Thanh kim loại bị uốn cong.
D. Cốc thủy tinh bị vỡ khi rót nước nóng vào.
Bài 4: Một thanh dầm cầu bằng sắt có độ dài 10 m khi nhiệt độ ngoài trời là 10oC. Độ dài của thanh dầm sẽ tăng thêm bao nhiêu khi nhiệt độ ngoài trời là 40oC. Cho biết hộ số nở dài của sắt là 11.10-6 K-1.
A.Tăng xấp xỉ 3,6 mm B. Tăng xấp xỉ 1,2 mm
C. Tăng xấp xỉ 4,8 mm D. Tăng xấp xỉ 3,3 mm
Giải:
Giải:
Bài 5: Một thanh nhôm và một thanh thép ở 0oC có cùng độ dài là l0. Khi nung nóng tới 100oC, độ dài của hai thanh chênh nhau 0,5 mm. Xác định độ dài l0 của hai thanh này ở 0oC. Cho biết hệ số nở dài của nhôm là 24.10-6 K-1và của thép là 11.10-6 K-1.
A. l0 ≈ 0,38 m.        B. l0 ≈ 5,0 m.
C. l0 = 0,25 m.        D. l0 = 1,5 m.
Tóm Tắt: t0=0oC ; t = 100oC, l= 0,5 mm ; 1=24.10-6 K-1 ; 2=11.10-6 K-1.
Tóm Tắt: t0=0oC ; t = 100oC, l= 0,5 mm ; 1=24.10-6 K-1 ; 2=11.10-6 K-1.
A. l0 ≈ 0,38 m.        B. l0 ≈ 5,0 m.
C. l0 = 0,25 m.        D. l0 = 1,5 m.
Giải:
Bài 6:
Đường sắt từ Hà Nội đến thành phố Hồ Chí Minh dài khoảng 1500 km khi nhiệt độ trung bình là 20oC. về mùa hè khi nhiệt độ tăng lên tới 40oC thì đoạn đường sắt này dài thêm bao nhiêu ? Cho biết hệ số nở dài của sắt là 11.10-6 K-1.
A. Xấp xỉ 200 m.        B. Xấp xỉ 330 m.
C. Xấp xỉ 550 m.        D. Xấp xỉ 150 m.
Tóm Tắt: t0=20oC ; t = 40oC ;  = 11.10-6 K-1
l = ?
Tóm Tắt: t0=20oC ; t = 40oC ;
 = 11.10-6 K-1 ; l = ?
A. Xấp xỉ 200 m.        B. Xấp xỉ 330 m.
C. Xấp xỉ 550 m.        D. Xấp xỉ 150 m.
Bài 7: Một băng kép gồm hai lá kim loại thẳng, lá đồng ở dưới, lá thép ở trên. Khi bị nung nóng thì
A. băng kép cong xuống dưới, vì đồng có hệ số nở dài lớn hơn thép.
B. băng kép cong lên trên, vì thép có hệ số nở dài lớn hơn đồng.
C. băng kép cong xuống dưới, vì đồng có hệ số nở dài nhỏ hơn thép.
D. băng kép cong lên trên, vì thép có hệ số nở dài nhỏ hơn đồng.
Bài 8:
Khi đốt nóng một vành kim loại mỏng và đồng chất thì
A. đường kính ngoài và đường kính trong tăng theo tỉ lệ như nhau.
B. đường kính ngoài và đường kính trong tăng theo tỉ lệ khác nhau.
C. đường kính ngoài tăng, đường kính trong không đổi.
D. đường kính ngoài tăng, đường kính trong giảm theo tỉ lệ như nhau.
Giải:
Bài 9:
Một khối lập phương, mỗi cạnh dài 50 cm ở 0oC, làm bằng một chất có hệ số nở dài là 16.10-6K-1. Thể tích của khối này sẽ tăng thêm 4,8.10-3m3 khi được nung nóng tới
A. 500oC.   B. 200oC.    C. 800oC.   D. 100oC.
ΔV = βVoΔt = 3α VoΔt
4,8.10-3 = 3. 16. 10-6 . 0,5 3 .(t – 0)
t = 8000C
-----------------&&&---------------
BÀI 37
CÁC HIỆN TƯỢNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG
I. HIỆN TƯỢNG CĂNG BỀ MẶT CỦA CHẤT LỎNG:
Nhúng một khung dây kim loại trên đó có buộc một vòng dây chỉ hình dạng bất kỳ vào nước xà phòng (Hình vẽ).
Nhấc nhẹ khung dây ra ngoài để tạo thành một màng xà phòng phủ kín mặt khung dây.
1. Thí nghiệm:
Chọc thủng màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ.
Kết quả: màng xà phòng còn lại có xu hướng tự co lại để giảm diện tích tới mức nhỏ nhất có thể.
Kết luận: Trên bề mặt phần xà phòng có các lực nằm tiếp tuyến với bề mặt màng và kéo nó căng đều theo phương vuông góc với vòng dây chỉ, làm cho vòng dây chỉ có dạng một đường tròn. Lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng.
Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kỳ trên bề mặt chất lỏng luôn có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng, có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng và có độ lớn f tỉ lệ thuận với độ dài l của đoạn đường đó.
2. Lực căng bề mặt:
* Trên mặt thoáng, các phân tử có xu hướng bị hút vào trong chất lỏng? Làm cho mặt thoáng chất lỏng có xu hướng giảm đi và căng ra.
Tại sao có lực căng bề mặt chất lỏng?
? Tại sao lưỡi lam nổi trên mặt nước?
 
 
Cơng th?c lực căng bề mặt:

Với:

? : (? : Sit ma) hệ số căng mặt ngoài (N/m)

Giá trị của ? phụ thuộc vào bản chất và nhiệt độ của chất lỏng (? giảm khi nhiệt độ tăng)
H? s? cang m?t ngồi ? phụ thuộc vào bản chất c?a ch?t l?ng
H? s? cang m?t ngồi ? phụ thuộc vào nhiệt độ của chất lỏng (? giảm khi nhiệt độ tăng)
- xác định độ lớn lực căng bề mặt tác dụng lên chiếc vòng
- Hãy xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng trong bình?
F = FC + P
 FC = F - P
* Gọi L1, L2 là chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng.
FC =  (L1+L2)
 
=
FC
L1+L2
 
=
F - P
 (D + d)
* D, d là du?ng kớnh ngoài và du?ng kớnh trong của chiếc vòng.
3. Ứng dụng:
Dùng vải căng trên ô dù hoặc trên mui bạt ô tô.
Dùng nước xà phòng để giặt quần áo.
Ứng dụng làm ống nhỏ giọt.
Giải thích:
- Do tác dụng của lực căng bề mặt nên nước mưa không thể lọt qua các lỗ nhỏ giữa các sợi vải căng trên ô dù hoặc trên mui bạt ô tô tải.
- Hoà tan xà phòng vào nước sẽ làm giảm đáng kể lực căng bề mặt của nước, nên nước xà phòng dễ thấm vào các sợi vải khi giặt để làm sạch các sợi vải,...
- Nước trong ống nhỏ giọt chỉ có thể thoát ra khỏi miệng ống khi giọt nước có kích thước đủ lớn để trọng lượng của nó thắng được lực căng bề mặt của nước tại miệng ống .
II. HIỆN TƯỢNG DÍNH ƯỚT.
HIỆN TƯỢNG KHÔNG DÍNH ƯỚT
1. Thí nghiệm:

Nhỏ một giọt nước lên thủy tinh sạch và nhỏ một giọt nước lên lá sen.
Quan sát hình dạng của giọt nước.
-Nhỏ một giọt nước lên lá sen thì giọt nước sẽ vo tròn lại và bị dẹt xuống do
-Nhỏ một giọt nước lên thủy tinh sạch thì nước chảy lan rộng thành một hình có dạng bất kỳ,ta nĩi thủy tinh bị dính ướt
tác dụng của trọng lực , ta nĩi lá sen không bị dính ướt
“Nước đổ đầu vịt”, “Nước đổ lá môn”
Chất lỏng thu về dạng hình cầu hơi dẹt trên mặt tiếp xúc.
Chất lỏng chảy lan ra trên mặt tiếp xúc.
Hiện tượng không dính ướt
Hiện tượng dính ướt

Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa có dạng mặt khum lõm khi thành bình bị dính ướt
Bề mặt chất lỏng ở sát thành bình chứa có dạng mặt khum lồi khi thành bình không bị dính ướt
Chất lỏng dính ướt thành bình
Mặt khum lõm
Chất lỏng không dính ướt thành bình
Mặt khum lồi
2. Ứng dụng:
Giải thích một số hiện tượng tự nhiên
Trong cơng ngh? tuy?n khống, hi?n tu?ng m?t v?t r?n b? dính u?t ch?t l?ng du?c ?ng d?ng d? l�m gi�u qu?ng theo phuong ph�p tuy?n n?i.
Gi?i thích:
Trong phương pháp tuyển nổi, quặng mỏ được nghiền thành các hạt nhỏ rồi đổ vào trong một bể chứa hổn hợp nước pha dầu nhờn và khuấy đều, trong hổn hợp
này có các bọt khí bọc trong màng dầu làm dính ướt với các hạt khoáng chất, đồng thời nước không gây ra dính ướt với hạt khoáng chất , nên hạt khoáng sẽ nổi lên mặt thoáng cùng các bọt khí bọc dầu, các quặng bẩn bị dính ướt với nước sẽ chìm xuống đáy bể.
III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN
Nhúng c�c ống thủy tinh có đường kính nhỏ khác nhau vào trong cùng một cốc nước.
Quan sát mức nước trong ống thủy tinh
1. Thí nghiệm:
III. HIỆN TƯỢNG MAO DẪN
Kết quả:
Mức nước trong ống dâng cao hơn bề mặt chất lỏng ở bên ngoài ống và bề mặt chất lỏng có dạng mặt khum lõm.
Nếu ống có đường kính trong càng nhỏ thì mức nước bên trong ống dâng càng cao so với bề mặt chất lỏng.
2. Hiện tượng mao dẫn:
Hiện tượng mức chất lỏng bên trong các ống có đường kính trong nhỏ luôn dâng cao hơn, hoặc hạ thấp hơn so với bề mặt chất lỏng bên ngoài ống gọi là hiện tượng mao dẫn.
Các ống trong đó xảy ra hiện tượng mao dẫn gọi là ống mao dẫn.
3. Ứng dụng:
Do hiện tượng mao dẫn, nước có thể dâng lên từ đất qua hệ thống các ống mao dẫn trong bộ rễ và trong thân cây để nuôi cây tươi tốt.
Dầu hỏa có thể ngấm theo các sợi nhỏ trong bấc đèn lên đến ngọn bấc để cháy.
- Giải thích cơ chế hút nước của cây, bấc đèn, chỗ chân tường...
* Nước dính ướt thủy tinh  Mặt khum lõm  Lực căng bề mặt gây ra áp suất phụ hướng về phía lõm kéo cột chất lỏng dâng lên
Nhúng ống thủy tinh vào H2O
Nhúng ống thủy tinh vào Hg
* Thủy ngân không dính ướt thủy tinh  Mặt khum lồi  Lực căng bề mặt gây ra áp suất phụ hướng về phía lõm nén cột chất lỏng hạ xuống.
* Công thức tính độ cao của cột chất lỏng dâng lên hay hạ xuống:
: Hệ số căng bề mặt (N/m)
: Khối lượng riêng chất lỏng (kg/m3)
d : đường kính trong của ống mao dẫn (m)
h : độ cao cột chất lỏng dâng lên (hạ xuống)
g : gia tốc rơi tự do
Bài 1 (trang 202 SGK Vật Lý 10): Mô tả hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng. Nói rõ phương, chiều của lực căng bề mặt.
GIẢI:
Chọc thủng màng xà phòng bên trong vòng dây chỉ.
Kết quả: màng xà phòng còn lại có xu hướng tự co lại để giảm diện tích tới mức nhỏ nhất có thể.
Kết luận: Trên bề mặt phần xà phòng có các lực nằm tiếp tuyến với bề mặt màng và kéo nó căng đều theo phương vuông góc với vòng dây chỉ, làm cho vòng dây chỉ có dạng một đường tròn. Lực kéo căng bề mặt chất lỏng gọi là lực căng bề mặt của chất lỏng.
Thanh kẽm gấp thành khung. Que tăm AB có thể trượt trên khung. Nhúng toàn bộ vào nước xà phòng. Nhấc nhẹ khung lên sao cho màng nước xà phòng lấp đầy diện tích khung – que tăm.
Một hiên tượng khác
C
D
C
D
Hiện tượng: Màng nước xà phòng luôn co lại, đẩy que tăm AB chuyển động theo hướng làm giảm diện tích bề mặt nước xà phòng đến mức nhỏ nhất. Hiện tượng trên gọi là hiện tượng căng bề mặt của chất lỏng.


- Phương, chiều, độ lớn lực căng:
     + Phương: Vuông góc với đoạn đường trên bề mặt, tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng.
     + Chiều: Có chiều sao cho làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng.
     + Độ lớn: f = σ.l với σ là hệ số căng bề mặt (N/m)
Giá trị của σ phụ thuộc nhiệt độ và bản chất của chất lỏng: σ giảm khi nhiệt độ tăng.
Bài 2 (trang 202 SGK Vật Lý 10): Trình bày thí nghiệm xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng theo phương pháp kéo vòng kim loại bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng đó .
Kéo vòng nhôm bứt ra khỏi bề mặt của chất lỏng cần đo hệ số căng bề mặt. Dùng lực kéo và thước kẹp đo:
GIẢI:
 
 
- xác định độ lớn lực căng bề mặt tác dụng lên chiếc vòng
- Hãy xác định hệ số căng bề mặt của chất lỏng trong bình?
F = FC + P
 FC = F - P
* Gọi L1, L2 là chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng.
FC =  (L1+L2)
 
=
FC
L1+L2
 
=
F - P
 (D + d)
* D, d là du?ng kớnh ngoài và du?ng kớnh trong của chiếc vòng.
 
 
Bài 3 (trang 202 SGK Vật Lý 10): Viết công thức xác định độ lớn của lực căng bề mặt của chất lỏng . Hệ số căng bề mặt phụ thuộc những yếu tố nào của chất lỏng?
Lực căng bề mặt chất lỏng có:
- Phương: Vuông góc với đoạn đường trên bề mặt, tiếp tuyến với bề mặt chất lỏng.
- Chiều: Có chiều sao cho làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng.
- Độ lớn: f = σl
Với σ hệ số căng bề mặt (N/m)
Giá trị của σ phụ thuộc nhiệt độ: σ giảm khi nhiệt độ tăng.
GIẢI:
Bài 4 (trang 202 SGK Vật Lý 10):  Mô tả hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt chất lỏng. Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có hình dạng như thế nào khi thành bình bị dính ướt?
Nhỏ giọt nước lên tấm thủy tinh ta thấy nước bị lan rộng ra làm ướt bề mặt tấm thủy tinh. Ta nói nước làm dính ướt thủy tinh, nhỏ giọt nước lên lá khoai môn, giọt nước co tròn, dẹt xuống do sức nặng . Ta nói nước không làm dính ướt lá khoai môn.
+ Bề mặt của chất lỏng ở sát thành bình chứa nó có dạng mặt khum lõm khi thành bình bị dính ướt.
GIẢI:
Chất lỏng thu về dạng hình cầu hơi dẹt trên mặt tiếp xúc.
Chất lỏng chảy lan ra trên mặt tiếp xúc.
Hiện tượng không dính ướt
Hiện tượng dính ướt
Bài 5 (trang 202 SGK Vật Lý 10): Mô tả hiện tượng mao dẫn.
Nhúng các ống thủy tinh có đường kính trong nhỏ khác nhau vào chậu nước.
Kết quả : mực nước trong ống dâng cao hơn so với bề mặt nước ngoài ống . Ống có đường kính càng nhỏ. cột nước dâng lên càng cao hơn. Nếu nhúng vào chậu thủy ngân thì mực thủy ngân trong ống hạ thấp hơn so với bề mặt thủy ngân ngoài ống. Ống càng nhỏ, mực thủy ngân càng hạ thấp.


GIẢI:
* Nước dính ướt thủy tinh  Mặt khum lõm  Lực căng bề mặt gây ra áp suất phụ hướng về phía lõm kéo cột chất lỏng dâng lên
Nhúng ống thủy tinh vào H2O
Nhúng ống thủy tinh vào Hg
* Thủy ngân không dính ướt thủy tinh  Mặt khum lồi  Lực căng bề mặt gây ra áp suất phụ hướng về phía lõm nén cột chất lỏng hạ xuống.
Bài 6 (trang 202 SGK Vật Lý 10): Câu nào dưới đây là không đúng khi nói về lực căng bề mặt của chất lỏng ?
GIẢI:
A. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có phương vuông góc với đoạn đường này và tiếp tuyến với bề mặt của chất lỏng.
B. Lực căng bề mặt luôn có phương vuông góc với bề mặt chất lỏng.
C. Lực căng bề mặt có chiều làm giảm diện tích bề mặt chất lỏng.
D. Lực căng bề mặt tác dụng lên một đoạn đường nhỏ bất kì trên bề mặt chất lỏng có độ lớn f tỉ lệ với độ dài l của đoạn đường đó.
Bài 7 (trang 203 SGK Vật Lý 10): Tại sao chiếc kim khâu có thể nổi trên mặt nước khi đặt nằm ngang?
A. Vì chiếc kim không bị dính nước.
B. Vì khối lượng riêng của chiếc kim nhỏ hơn khối lượng riêng của nước.
C. Vì trọng lượng của chiếc kim không thắng nổi lực đẩy Ác-si-mét.
D. Vì trọng lượng của chiếc kim không thắng nổi lực căng bề mặt của nước tác dụng lên nó.
Xem hình vẽ
 
 
Bài 8 (trang 203 SGK Vật Lý 10): Câu nào dưới đây là không đúng khi nói về hiện tượng dính ướt và hiện tượng không dính ướt của chất lỏng?
A. Vì thủy tinh bị nước dính ướt, nên giọt nước nhỏ trên mặt bản thủy tinh lan rộng thành một hình có dạng bất kì.


B. Vì thủy tinh bị nước dính ướt, nên bề mặt của nước ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.
C. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt, nên giọt thủy ngân nhỏ trên mặt bản thủy tinh vo tròn lại và bị dẹt xuống do tác dụng của trọng lực.
D. Vì thủy tinh không bị thủy ngân dính ướt, nên bề mặt của thủy ngân ở sát thành bình thủy tinh có dạng mặt khum lõm.
Bài 9 (trang 203 SGK Vật Lý 10): Tại sao nước mưa không lọt qua được các lỗ nhỏ trên tấm vải bạt?
A. Vì tấm vải bạt bị dính ướt nước


B. Vì vải bạt không bị dính ướt nước
C. Vì lực căng bề mặt của nước ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ nhỏ của tấm bạt.
D. Vì hiện tượng mao dẫn ngăn cản không cho nước lọt qua các lỗ trên tấm bạt.
Bài 10 (trang 203 SGK Vật Lý 10):
Tại sao giọt dầu lại có dạng khối cầu nằm lơ lửng trong dung dịch rượu có cùng khối lượng riêng với nó?
B. Vì giọt dầu không chịu tác dụng của lực nào cả, nên do hiện tượng căng bề mặt, diện tích bề mặt giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích của mặt hình cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
Chọn câu A
A. Vì hợp lực tác dụng lên giọt dầu bằng không, nên do hiện tượng căng bề mặt , làm cho diện tích bề mặt của giọt dầu co lại đến giá trị nhỏ nhất ứng với diện tích mặt cầu và nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
C. Vì giọt dầu không bị dung dịch rượu dính ướt, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch.
D. Vì lực căng bề mặt của dầu lớn hơn lực căng bề mặt của dung dịch rượu, nên nó nằm lơ lửng trong dung dịch rượu.
Chọn câu đúng
Bài 11 (trang 203 SGK Vật Lý 10): 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 ra khỏi bề mặt của glixerin ở 20oC là 64,3 mN. Tính hệ số căng bề mặt của glixerin ở nhiệt độ này.
GIẢI:
F = FC + P
 FC = F - P
* Gọi L1, L2 là chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng.
FC =  (L1+L2)
 
=
FC
L1+L2
 
=
F - P
 (D + d)
* D, d là chu vi ngoài và chu vi trong của chiếc vòng.
 
 
 
Bài 12 (trang 203 SGK Vật Lý 10):  Một màng xà phòng được căng trên mặt khung dây đồng mảnh hình chữ nhật treo thẳng đứng , đoạn dây
 
Tóm Tắt
l = 50 mm ; σ = 0,04 N/m ; P = ?
 
Tóm Tắt
l = 50 mm =0,05 m ; σ = 0,04 N/m ; P = ?
 
Câu 13. Phải làm cách nào sau đây để tăng độ cao của cột nước trong ống mao dẫn ?
Giảm nhiệt độ của nước.
Dùng ống mao dẫn có đường kính lớn hơn.
Pha thêm muối vào nước.
Dùng ống mao dẫn có đường kính nhỏ hơn


Câu 14: Một học sinh đã vẽ các hình sau để diễn tả hiện tượng mao dẫn. Các hình vẽ nào sau đây diễn tả đúng hiện tượng mao dẫn?
1
2
3
2, 4
1,3
2,3, 4
1, 2, 3
ĐÁP ÁN