جواب صفحه ۳۰ فیزیک دهم

در این نوشته با جواب صفحه ۳۰ فیزیک دهم رشته تجربی و ریاضی همراه شما هستیم.

جواب صفحه ۳۰ فیزیک دهم

الف) سعی کنید یک سوزن ته گرد یا گیره کاغذ را مطابق شکل روی سطح آب شناور کنید. برای این منظور میتوانید از یک تکه دستمال کاغذی استفاده کنید.

ب) پس از شناور شدن سوزن یا گیره، سطح آب را به دقت مشاهده کنید و مشاهدات خود را به کلاس گزارش دهید.

الف و ب) گیره داخل آب فرو رفتگی ایجاد خواهد کرد اما به‌دلیل کشش سطحی که ناشی از وجود نیروی هم‌چسبی بین مولکول‌های آب است؛ داخل آب فرو نمی‌رود و شناور خواهد ماند.

پ) اکنون یکی دو قطره مایع شوینده را به آرامی به آب درون ظرف بیفزایید. مشاهدات خود را به کلاس گزارش کنید و دلیلی برای آن ارائه دهید.

مایع شوینده باعث کاهش نیروی هم‌چسبی مولکول‌های آب می‌شود و درنتیجه کشش سطحی هم کاهش می‌یابد و گیره داخل آب فرو می‌رود.

شکل زیر خروج قطره های روغن با دمای متفاوت را از دهانه دو قطره چکان نشان می دهد.

الف) توضیح دهید در کدام شکل دمای قطره های روغن کمتر است.

اگر در فعالیت ۳-۴، دمای آب را نیز افزایش دهید، خواهید دید که هم چسبی مولکول های آب کاهش می یابد. به عبارت دیگر افزایش دما سبب کاهش هم چسبی مولکول مایع می شود (لازم است توجه کنید که این موضوع در خصوص گازها برعکس است). بنابراین دمای قطره های بزرگ تر روغن، بیشتر است.

ب) افزایش دما چه تأثیری بر نیروی هم چسبی مولکول های یک مایع می گذارد؟

همانطور که در قسمت الف ذکر شد، افزایش دما سبب کاهش هم چسبی مولکول مایع می شود.

پ) چرا هنگام شستن ظروف، افزون بر استفاده از مایع ظرفشویی، ترجیح می دهیم از آب گرم نیز استفاده کنیم؟

آب گرم سبب کاهش نیروی دگرچسبی روغن و ظرف شده و شستشو راحت تر انجام می شود.

فعالیت

یک طرف یک تکه شیشه کوچک (با ابعادی حدود ۱۰cm در ۱۰cm) را کمی بالاتر از شعله یک شمع بگیرید تا سطح شیشه به طور کامل دوداندود شود. شیشه را از طرف تمیز آن روی سطحی افقی قرار دهید و سپس روی سطح دوداندود شده آن چند قطره آب بریزید. آنچه را مشاهده می کنید در گروه خود به بحث بگذارید و نتیجه را به کلاس ارائه دهید.         

بار دیگر سطح شیشه را به جای دوداندود کردن، با روغن چرب کنید و آزمایش را تکرار کنید. مشاهده خود را توضیح دهید و نتیجه را به کلاس گزارش دهید. (پس از بحث کافی در خصوص این فعالیت، دوباره به تصویر و پرسش شروع فصل بازگردید و پاسخی قانع کننده ارائه دهید).

اضافه شدن یک لایه دوده با روغن به سطح شیشه، سبب می شود که ارتباط بین مولکول های آب با مولکول های شیشه قطع شود و به یکدیگر نیرویی وارد نکنند (توجه کنید ضخامت لایه روغن با لایه دود، ده ها برابر ابعاد یک مولکول آب یا شیشه است). از آنجا که نیروهای بین مولکولی کوتاه برد هستند، همین امر سبب می شود رفتار مولکول آب ها روی سطح دوده یا روغن نسبت به حالتی که روی سطح شیشه ریخته می شود تغییر کند.