Demonstrációs fizika labor

6.26. Szilárd fal közelében kialakuló folyadékfelület megfigyelése

  a) A kapillaritás jelensége

Szükséges anyagok, eszközök6.26a.PNG

  • „U” alakú közlekedőedény, melynek egyik ága belül nagyon vékony (kapilláris cső)
  • desztillált víz

Leírás és feladatok

Öntsünk desztillált vizet az U alakú közlekedőedénybe, és figyeljük meg a szárakban a folyadékszint magasságát.

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Mit nevezünk közlekedőedénynek?
  • Hogyan magyarázzuk a kapilláris emelkedést a görbületi nyomás segítségével?

Módszertani kiegészítések

  • A közlekedőedénybe csak desztillált víz önthető, különben a beszáradó szennyeződések megváltoztathatják a felületi feszültséget, és eltömíthetik a kapillárist.

b) Vízfelület üvegfal közelében

A kísérlet célja

Ék alakban álló lemezek között a folyadékfelszín alakjának megfigyelése.

Szükséges anyagok, eszközök

  • Két darab 6,5 cm x 9 cm-es üveglap
  • 14 cm átmérőjű Petri-csésze
  • víz (A vizet a jobb láthatóság kedvéért megfesthetjük metilénkékkel.)

Leírás és feladatok

Töltsünk a Petri-csészébe vizet. A két üveglapot tegyük a vízbe az ábrának megfelelően úgy, hogy az egyik felén az üveglapok érintkezzenek, a másik végén pedig csak 1-2 mm-es rés legyen közöttük.

6.26b.PNG  

c) Sóoldat beszáradása

Szükséges anyagok, eszközök

  • tárgylemezek papírdobozban
  • telített sóoldat üvegben (használat előtt rázzuk össze)
  • szemcseppentő

Leírás

Szemcseppentővel cseppentsünk egy csepp sóoldatot egy előzőleg megtisztított tárgylemezre. Figyeljük meg, hogyan válik ki a só az oldat beszáradásakor.

d) Viaszgolyó úszása

Szükséges anyagok, eszközök

  • műanyag doboz ólomsöréttel
  • doboz viaszgolyókkal
  • 50 ml-es főzőpohár
  • kristályosító tál, kb. 22 cm átmérőjű

Leírás és feladatok

Töltsük meg félig a kristályosító tálat vízzel, majd tegyünk bele egy 2-3 cm átmérőjű méhviaszgolyót. A viaszgolyó átlagsűrűségét növeljük meg sörétgolyók belenyomkodásával úgy, hogy a golyó átlagsűrűsége csak kicsivel legyen nagyobb, mint a víz sűrűsége. (A viaszgolyó sűrűségét fokozatosan, egyre több sörétgolyó belenyomásával változtassuk. A golyó átlagsűrűsége akkor megfelelő, ha a golyó a víz alá nyomva lesüllyed, de egy sörétet kivéve már úszik.) Figyeljünk arra, hogy ne tapadjanak a viaszgolyóra levegőbuborékok.

1. Tegyük az így beállított viaszgolyót óvatosan a vízre. A golyó nem süllyed le, bár sűrűsége nagyobb, mint a vízé. Figyeljük meg a vízfelületet a golyó körül.

2. Nyomjuk az előző viaszgolyót a víz alá. Ekkor a golyó lesüllyed. Borítsuk a golyó fölé az 50 ml-es főzőpoharat (1. kép), majd húzzuk a főzőpoharat lassan felfelé! A golyó felemelkedik a víz tetejére.

6.26c.PNG

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Miért nem süllyed le a víznél nagyobb sűrűségű golyó? Magyarázzuk a jelenséget a felületi feszültség jelenségével.
  • Miért emelkedik fel a golyó a víz felszínére, ha főzőpoharat teszünk rá és azzal kiemeljük? 

6.26. Szilárd fal közelében kialakuló folyadékfelület megfigyelése

  a) A kapillaritás jelensége

Szükséges anyagok, eszközök6.26a.PNG

  • „U” alakú közlekedőedény, melynek egyik ága belül nagyon vékony (kapilláris cső)
  • desztillált víz

Leírás és feladatok

Öntsünk desztillált vizet az U alakú közlekedőedénybe, és figyeljük meg a szárakban a folyadékszint magasságát.

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Mit nevezünk közlekedőedénynek?
  • Hogyan magyarázzuk a kapilláris emelkedést a görbületi nyomás segítségével?

Módszertani kiegészítések

  • A közlekedőedénybe csak desztillált víz önthető, különben a beszáradó szennyeződések megváltoztathatják a felületi feszültséget, és eltömíthetik a kapillárist.

b) Vízfelület üvegfal közelében

A kísérlet célja

Ék alakban álló lemezek között a folyadékfelszín alakjának megfigyelése.

Szükséges anyagok, eszközök

  • Két darab 6,5 cm x 9 cm-es üveglap
  • 14 cm átmérőjű Petri-csésze
  • víz (A vizet a jobb láthatóság kedvéért megfesthetjük metilénkékkel.)

Leírás és feladatok

Töltsünk a Petri-csészébe vizet. A két üveglapot tegyük a vízbe az ábrának megfelelően úgy, hogy az egyik felén az üveglapok érintkezzenek, a másik végén pedig csak 1-2 mm-es rés legyen közöttük.

6.26b.PNG  

c) Sóoldat beszáradása

Szükséges anyagok, eszközök

  • tárgylemezek papírdobozban
  • telített sóoldat üvegben (használat előtt rázzuk össze)
  • szemcseppentő

Leírás

Szemcseppentővel cseppentsünk egy csepp sóoldatot egy előzőleg megtisztított tárgylemezre. Figyeljük meg, hogyan válik ki a só az oldat beszáradásakor.

d) Viaszgolyó úszása

Szükséges anyagok, eszközök

  • műanyag doboz ólomsöréttel
  • doboz viaszgolyókkal
  • 50 ml-es főzőpohár
  • kristályosító tál, kb. 22 cm átmérőjű

Leírás és feladatok

Töltsük meg félig a kristályosító tálat vízzel, majd tegyünk bele egy 2-3 cm átmérőjű méhviaszgolyót. A viaszgolyó átlagsűrűségét növeljük meg sörétgolyók belenyomkodásával úgy, hogy a golyó átlagsűrűsége csak kicsivel legyen nagyobb, mint a víz sűrűsége. (A viaszgolyó sűrűségét fokozatosan, egyre több sörétgolyó belenyomásával változtassuk. A golyó átlagsűrűsége akkor megfelelő, ha a golyó a víz alá nyomva lesüllyed, de egy sörétet kivéve már úszik.) Figyeljünk arra, hogy ne tapadjanak a viaszgolyóra levegőbuborékok.

1. Tegyük az így beállított viaszgolyót óvatosan a vízre. A golyó nem süllyed le, bár sűrűsége nagyobb, mint a vízé. Figyeljük meg a vízfelületet a golyó körül.

2. Nyomjuk az előző viaszgolyót a víz alá. Ekkor a golyó lesüllyed. Borítsuk a golyó fölé az 50 ml-es főzőpoharat (1. kép), majd húzzuk a főzőpoharat lassan felfelé! A golyó felemelkedik a víz tetejére.

6.26c.PNG

Kísérlethez kapcsolódó kérdések

  • Miért nem süllyed le a víznél nagyobb sűrűségű golyó? Magyarázzuk a jelenséget a felületi feszültség jelenségével.
  • Miért emelkedik fel a golyó a víz felszínére, ha főzőpoharat teszünk rá és azzal kiemeljük?