首先要写自己感兴趣的,自己要有明确的观点,一个很小的现象经过自己的深思和分析也能得出自己未曾见过的结论,初中物理小论文还要适当的加一些自己的想象这样就能写出一篇有特色的初中物理小论文。
水的表面张力
表面张力是一种特殊的力,它是液体(纯净液体、溶液)性质的一种表现.从微观上看,表面张力是因液体麦面薄层(约10-9米,并非几何面)内分子间的相互作用,它不同于液体内部分子间的相互作用,从而使液体表面层具有一种特殊性质.表面张力是分子力的一种宏观表现,在内聚力的作用下,表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小.在液体表面形成一层弹性薄膜,这样便出现了表面张力.表面张力起源于分子引力,从其作用效果来看,它属一种拉力.
不同液体表面张力不同,是由于它们有不同的摩尔体积、分子极性和分子力.分子间作用力越大,密度越大,越不容易蒸发的液体,其表面张力越大,比如:水分子是由氢键缔合的,因此水的表面张力较大.液态汞原子是由金属键缔合的,其表面张力更大.一般液体表面张力系数约为40×10-3N/m左右.
液体能否浸润固体,与其表面张力有关.表面张力系数小者(30×10-3N/m左右),几乎能浸润一切固体;水的表面张力系数较大.它只能浸润某些固体.汞的表面张力系数更大,则仅能浸润某些金属.
表面张力系数是表征表面张力大小的物理量,是讨论液体表面现象、了解液体性质的重要物理参量.它与温度、压强、密度、纯度、气相或液相组成以及液体种类等有关,通常,密度小、容易蒸发的液体其表面张力系数较小.液氢、液氦的表面张力系数很小,汞则很大.
1、液体表面具有收缩趋势的微观解释
从力的角度分析:由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用(这其间也存在着分子斥力,只是分子引力占了优势).表面层外气体或其它液体分子的作用很小.于是,表面层内分子受力上、下不均,所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力,这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势,宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势.
从能量的角度分析:由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场.液体分子由液体内部进入分子引力场,需要外力做功,其分子势能将增大(类似重力场中举起重物),而液体分子由表面进入液体内部,其势能会减小(类似重力场中下落物体).因任何物体的势能总有减小的倾向,以便使其稳定(势能最小原理),所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”,从而使表面层分子的总势能尽可能减小.这一趋势宏观上使表面积趋于减小,即液面具有自动收缩的趋势.
2、表面张力和分子引力联系的解释
众所周知,表面张力及其形成和分子引力有着密切的关系.那么,与液面共面相切的宏观力——表面张力,和垂直液面指向液体内部的微观力——分子引力合力,二者的联系如何理解?
如前所述,液体表面层的分子因受到指向液体内部的拉力——分子引力的作用.表面层分子总要尽可能地向液体内部钻.这样一来,宏观上整个液面就会处在一种张紧的状态,表面上出现张力,即和液体表面共面且相切的表面张力.分子引力、表面张力的联系可用下面的事例说明类比:一直位于水平面上的小车,通过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下,该车上便会有一沿水平方向的力.分子引力和表面张力的关系是:前者为因,后者为果
3、表面张力和温度的关系
表面张力一般随温度升高而减小,因为温度升高,分子热运动加剧,液体分子之间距离增大.相互吸引力将减小,所以表面张力要相应地减小.到达临界温度(物质以液态形态出现的最高温度)时,表面张力减小到零.通常表面张力和温度的关系成一直线;也有的表面张力虽随温度增加而减小,但不是直线关系;有的二者关系则更复杂.表1是不同温度下水的表面张力系数值.
表1(第二行数值均乘以10-3)
4、表面张力和表面接触物质的关系
表面张力和液体表面接触的物质有关.通常不说明接触物质的表面张力值,是液体和该液体的饱和蒸汽或含有其饱和蒸汽的空气接触时的数值.如果接触的物质是别的气体或液体,那么表面张力将发生变化,这有点类似于物体间的动摩擦因数,如木块与铁块,木块与冰块之间的动摩擦因数就不一样·表2是20℃下水与不同物质接触时的表面张力系数值.
表2
5、表面张力和杂质的关系
纯净液体中溶有不同种类的物质时,由于溶液中部分溶质分子进入到溶液的表面层.如此,表面层的结构将变化,分子组成将会改变,分子间作用力也会随之发生变化,所以表面张力将改变.如:水中溶入酸、酯等物时,其表面张力(系数)相对纯水会减小,并随溶液浓度增加而渐小(20℃下,水中溶有肥皂,表面张力系数将从72.75×10-3N/m,减至40×10-3N/m);水中溶入食盐、蔗糖等物时,表面张力(系数)则会稍稍变大,且随浓度加大而逐渐增大.
纯净液体的表面张力系数和液体表面的大小无关,但有时表面张力系数也和表面的大小有关,溶解了活性表面物质的液体(如肥皂水)便是如此.
水的表面张力:
一切物质分子间都存在吸引力:同一种类物质分子间的吸引力称之为内聚力;不同物质分子间的吸引力称之为附着力。在流体力学中,水分子是在不断作布朗运动的,水分子间互相存在吸引力,分子间的距离越小,吸引力就越大,这就是水的内聚力。水分子的这种内聚力在水表界面上的作用就使得水表界面(其厚度只有水分子直径的数量级)自动收缩的现象称为水表张力。但是,浮漂(固体)周围表面和水(流体)接触之间存在着的吸引力,则是两种不同物质的吸引力——即附着力。附
物理小论文
生活中有很多的物理现象,许多简单的现象可以用所学知识去解答。
现象一:飞快的火车有一个安全距离,当我们在公路上步行时,不宜靠中太近,除了害怕离线的车会撞到之外。还有一个意料之外的原因,对此本文将作出解答。
现象二:取两片很薄的纸,将他们贴近,用力的吹,我们并不能将纸吹开,反而出现被“吹拢”的情况。
现象三:,对于相同流量的水而言,口径大的水龙头,水的流速很慢,但是对于口径小的水龙头,可以明显的看到流速加快了。这是什么原因呢?
总结来看,空气和水都是流体,在两者之间有着一定的共同点,都遵循流体的基本性质,在流体的学习中有两个很重要的方程叫:伯努利方程和连续性方程。用它们就可以很简单的解释上面三个现象。首先,伯努里方程的基本表达式为:P+1/2pv+pgh=恒量。P指流体周围的压强大小,p指流体本身的密度,v指流体的速度。在上述但现象中,可把水和空气近似的看作理想流体,且它们作常流动。在以上前两种情况中,都可以将pgh看作是不变的,所以我们很容易的就得到P+1/2pv=恒量。容易得出压强和速度成反相关。下面将对三个
现象作出具体的解释。
解释现象一:其中提到一个意外的原因就是很有可能身边的空气将我们“推”向汽车而发生意外。为什么这么说?当车飞快的从我们身边开过的时候,对周围的空气造成了影响:使它们的速度加快,在这样的情况下,根据上面的推倒易知:速度过快造成周围空气的压强减小,在汽车周围形成一个压强差,在车周围的事物就容易被“压”到车下。这是相当危险的,所以步行要尽量的靠边走。
解释现象二:当两片薄纸靠近,我们将它们看成和外面的空气分开,当我们吹气时,使得两纸间少量的空气流速加大,压强减小,外围的空气使得纸片贴在一起。
解释现象三:同流量即体积相同,所以易知SV=S V。这就是理想流体的连续性方程。它表示理想流体作定常流动时,流体的速率与流管截面积的乘积是一个恒量。由此可知,当我们将口径边小时,必然导致流速加快。根据个原理在科技上也有很大的运用,比如切割水枪,对于一样的出水量,这种水枪的口径很微小,使得出水的速度极快,所含动能极大,
在生产上有很大的运用。
最后,要介绍一个很实用的方法:取水。在家中,看到大人用一根管子插到水里,用嘴在管口吸气,水就会自己流出来,我也试过,但没有成功,现在我目标了原因:必须保证吸气的一端低于出水的一端,为什么呢?这是利用了大气压的原理。当吸气后管子里成为真空,水就被外界大气压压倒了出水端。
物理在我们的生活中有很大的作用,我们可以借着生活来学习物理,再利用物理来服务生活。