Suyuqlikning sirt tarangligi va kapillyar hodisalar
Darslar 34–35 · 2 ta dars · P. Habibullayev, A. Boydedayev, A. Bahromov, K. Suyarov, J. Usarov, M. Yuldasheva. Fizika 9-sinf, qayta ishlangan va to‘ldirilgan 3-nashr. G‘afur G‘ulom nomidagi nashriyot-matbaa ijodiy uyi, Toshkent, 2019
34
Suyuqlikning xossalari
Darslik: 94–96-betlar
MaqsadSuyuqlikning xossalari; sirt taranglik kuchi F = σl, sirt taranglik koeffitsiyenti σ va sirt energiyasi W = σS ni bilish va qo‘llash.
Suyuqlik o‘z hajmini saqlaydi, lekin shaklini saqlamaydi: u oquvchan va idish shaklini oladi. Suyuqlik ichidagi molekulaga har tomondan kuchlar ta’sir qilib, ular muvozanatlashadi; sirtdagi molekulaga esa faqat pastdan va yondan kuch ta’sir qilgani uchun u suyuqlik ichiga tortiladi. Shu sababli sirt taranglashadi va sirtni chegaralagan chiziqqa urinma bo‘ylab sirt taranglik kuchi F = σ·l ta’sir qiladi; σ – sirt taranglik koeffitsiyenti, σ = F/l, birligi N/m (20 °C da suv uchun 0,073 N/m, sovunli eritma 0,04, spirt 0,022 N/m). Sirt taranglik kuchi sirtni iloji boricha kichraytiradi, shuning uchun erkin tomchi va yomg‘ir tomchisi shar shaklida. Sirt molekulalarining ortiqcha potensial energiyasi sirt energiyasi W = σS, σ ni J/m² da ham o‘lchasa bo‘ladi. Tomizg‘ichdan tomchi uzilganda tomchi og‘irligi mg sirt taranglik kuchiga teng: mg = σ·l (l = πd).
Namunalar
Diametri 3 cm bo‘lgan yupqa sim halqa suv sirtidan ko‘tarilmoqda. Sirt pardasi halqaga ikki tomondan (ichki va tashqi chiziq bo‘ylab) yopishgan, shuning uchun F = 2σπd = 2·0,073·3,14·0,03 ≈ 1,4·10⁻² N. Halqani uzib olish uchun shu kuch og‘irlikka qo‘shimcha kerak.
Suv sirti 20 cm² ga kengaysa, sirt energiyasi ortishi: ΔW = σΔS = 0,073·20·10⁻⁴ = 1,46·10⁻⁴ J ≈ 1,5·10⁻⁴ J.
Sinfda faoliyat
Kuzatish (kattalar bilan): suv ustiga ehtiyotkorlik bilan kichik qog‘oz qirqim yoki yengil metall tangacha qo‘yib, so‘ng qirqimni sovun eritmasi tomizilgan cho‘p bilan qimirlating. Sirt taranglik o‘zgarganda nima bo‘ladi? Igna bilan tajriba kattalar yordamida o‘tkaziladi; o‘tkir narsalar bilan yolg‘iz ishlamang. Plastilin sharcha ishlatish ham mumkin.
Mashq
1
Nima uchun suyuqlik sirti taranglashgan bo‘ladi?
Sirt molekulalarini suyuqlik ichiga tortuvchi kuch bor, shuning uchun sirt kichrayishga intiladi.
2
Ichki diametri 1,5 mm bo‘lgan tomizg‘ichdan uzilayotgan suv tomchisining massasini baholang (σ = 0,073 N/m, g = 10 m/s², π ≈ 3,14).
m = σπd/g = 0,073·3,14·0,0015/10 ≈ 3,4·10⁻⁵ kg
3
σ ning ikkita birligini ayting va ularning bog‘liqligini tushuntiring.
N/m va J/m²: 1 J = 1 N·m, shuning uchun J/m² = N/m.
4
Nima uchun yomg‘ir tomchisi va kosmik kemadagi suv tomchisi shar shaklida?
Sirt taranglik sirtni eng kichik qilishga intiladi, berilgan hajmda eng kichik sirtga shar ega.