Сабақтың технологиялық картасы

Пәні: Медициналық биофизика.

Күні:

Тобы: Ф1К

Тақырыбы: 16. Сұйықтықтың беттік керілу күші.

Сабақтың мақсаты:

• Білімділік: Сұйықтың беттік керілү күшін түсіндіру.

• Дамытушылық: студенттердің алған білімдерін іс жүзінде ұштастыруға, логикалық ойлау қабілеттерін, ойын технологияларын арқылы дамыту, компьютерлік сауаттылықтарын арттыру.

• Тәрбиелік: өз жеріне, еліне деген сүйіспеншілікке баулуды арттыру, оның қадір-қасиетін ұғынуға, іскерлікке, ұқыптылық тәрбиелеу.

Сабақтың типі: теориялық сабақ

Сабақтың қамтамасыздандырылуы:

• оқу көрнекілік құралдар: презентация

• үлестірмелі материалдар: тест, үлестірме қағаздар

• ТОҚ: компьютер

Өз бетінше жұмыс: сұрақ – жауап

Сабақтың өту барысы

Ұйымдастыру кезеңі: (5 мин)

• Оқушылардың біліктілігі мен дағдысын тексеру: (25 мин)

1.Ерітінді дегеніміз не?

2.Қысымға анықтама бер?

• Жаңа тақырыптың мазмұны мен жүйесі (конспект): (40 мин)

Сұйықтың беттік керілу құбылысы молекула аралық әсерлесулерден пайда болады. Оны сұйықтың түбінде және беткі қабатында орналасқан молекулаларға әсер ететін күштердің пайда болу табиғатынан байқауға болады.

2Сурет. 3сурет.

Егер молекула сұйықтың терең қабатында орналасқан болса (2-сурет), оған, оны қоршаған молекулалар тарапынан әсер ететін қорытқы F күші нөлге тең болады. Егер молекула сұйықтың беткі қабатында орналасқан болса (3-сурет), онда оған жоғарғы жағынан қоршаған ауа, яғни газ молекулалары тарапынан әсер ететін күштың шамасынан, сұйық молекулалары тарапынан әсер ететін тарту күшінің шамасы басым болады. Яғни F қорытқы күш нөлге тең болмайды. Бұл күш молекуланы сұйықтың беткі қабатынан төменге (ішке) қарай тартуға тырысады. Осы күшті сан жағынан сипаттау үшін σ беттік керілу коэффициенті деген шама енгізіледі.

Сұйықтың терең қабатындағы молекуланы беткi қабатқа шығару үшiн F күшке қарсы A жұмысын атқару керек. Беттiк қабаттың бiрлiк ауданына сәйкес келетiн осы жұмыстың шамасын  = dA/dS беттiк керiлу коэффициентi деп атайды. Ол сұйықтың еркiн бетiнiң бiрлiк ауданына сәйкес келетiн W беттiк энергия шамасына сан жағынан тең болады, яғни  = dW/dS.

Егер сұйық молекулаларына сыртқы күштер әсер етпесе, онда олар ең аз

2Сурет. 3сурет.

Егер молекула сұйықтың терең қабатында орналасқан болса (2-сурет), оған, оны қоршаған молекулалар тарапынан әсер ететін қорытқы F күші нөлге тең болады. Егер молекула сұйықтың беткі қабатында орналасқан болса (3-сурет), онда оған жоғарғы жағынан қоршаған ауа, яғни газ молекулалары тарапынан әсер ететін күштың шамасынан, сұйық молекулалары тарапынан әсер ететін тарту күшінің шамасы басым болады. Яғни F қорытқы күш нөлге тең болмайды. Бұл күш молекуланы сұйықтың беткі қабатынан төменге (ішке) қарай тартуға тырысады. Осы күшті сан жағынан сипаттау үшін σ беттік керілу коэффициенті деген шама енгізіледі.

Сұйықтың терең қабатындағы молекуланы беткi қабатқа шығару үшiн F күшке қарсы A жұмысын атқару керек. Беттiк қабаттың бiрлiк ауданына сәйкес келетiн осы жұмыстың шамасын  = dA/dS беттiк керiлу коэффициентi деп атайды. Ол сұйықтың еркiн бетiнiң бiрлiк ауданына сәйкес dW/dS.

Егер сұйық молекулаларына сыртқы күштер әсер етпесе, онда олар ең аз энергияға сәйкес келетiн және бетiнiң ауданы ең кiшi болатын шар пішінін

алуға тырысады. Осындай құбылыстар әсерiнен сұйықтың беттiк қабаты тығыздалып, сұйық бетiн жұқа қабат (пленка) жауып тұрғандай әсер пайда болады. Осылайша беттiк қабатқа жүргiзiлген жанама бойымен бағытталатын беттiк керiлу күшi пайда болады. Осы күш әсерiнен беттiк қабаттағы молекулалар бiр-бiрiне жақын орналасады. Егер беттiк қабаттан ойша ұзындығы L кесiндiнi бөлiп алсақ, онда беттiк керiлу күшi осы кесiндiге перпендикуляр бағытта орналасады (4-сурет).

Беттiк керiлу коэффициентiн осы күш арқылы да өрнектеуге болады. Ол беттiк керiлу күшiнiң, сол күш әсер ететiн кесiндi ұзындығына қатынасымен анықталады:  = F/L

Беттiк керiлу коэффициентiнiң өлшем бiрлiгi []=Дж/м²=H/м.

Беттiк керiлу температураға тығыз байланысты. Ол температура жоғарылаған сайын сызықты түрде төмендейдi. Сонымен қатар сұйықтардың беттiк керiлуiн оларға беттiк белсендi заттар қосу арқылы да төмендетуге болады.

Беттiк белсендi заттар деп сұйықтың беткi қабатында абсорбцияланып, соның әсерiнен оның беттiк керiлуiн төмендететiн заттарды атайды. Су үшiн мұндай заттарға эфир, спирт, сабын тағы басқалар жатады. М едициналық тәжірибеде беттiк керiлудi анықтау үшiн тамшының үзiлiп түсу әдiсi қолданылады. Сұйық саңылау немесе вертикаль түтiк арқылы баяу аққан кезде тамшы пайда болады. Тамшының сұйықтан үзiлiп түсер кезiнде пайда болған мойын радиусы түтiк, не саңлау радиусынан көп кiшi болады (5-сурет).

Ауырлық P=gV күшi мен F = 2r беттiк керiлу күштерi тең болғанда тамшы үзiлiп түседi. Мұндағы r – тамшы мойынының радиусы,  – cұйық тығыздығы, V – тамшының көлемi. Сонда 2r =gV, осыдан

(1)

Тамшының сұйықтан үзiлiп түсер кезiнде пайда болған мойын радиусын өлшеу мүмкiн бола бермейдi. Сондықтан салыстыру әдiсi қолданады.

Егер стандартты сұйықтың ₀ беттiк керiлу коэффициентi белгiлi болса, онда (2)

деп жазуға болады.Су мен зерттелiнетiн сұйықтың бiрдей көлемдерiндегi тамшы санын анықтауға болады. Бiр тамшының көлемi стандартты сұйық (су) үшiн V₀=V₁/n₀ болса, ал зерттелетiн сұйық үшiн V=V₁/n.

Осы өрнектердi (1) және (2) қойып, олардың қатынасы

немесе болады.

• Жаңа материалды бекіту, біліктілік пен дағдыны қалыптастыру: (15 мин) 1.Беттік керілү дегеніміз не?

2.Беттік керілү коэффицентіне сипаттама бер?

Сабақтың қортындысы: (3 мин)

• Рефлексия:

Кандай жаңа ұғымдармен таныстыңдар?

Өз мақсаттарыңа жеттіңдер ме?

Қандай қиындықтармен жолықтыңдар?

Болашақ маман ретіндегі тақырыпқа көз-қарасың қандай?

• Бағалау:

Сабаққа белсене қатысқан, жұмысты толық орындаған студенттерді бағалау. Бағаны оқу журналына қою

• Үй тапсырмасы: (2мин)

Тестпен жұмыс

БЕКІТЕМІН

Директордың оқу әдістемелік

жұмысы жөніндегі орынбасары

Жантелиева Л.О.

«____»__________2016 ж.

______________________