บทเรียน เรื่อง ความตึงผิวและความหนืด

1. Surface tension and Viscosity
ความตึงผิวและความหนืด

2. หยดนาบนใบบัว

3. ความตึงผิว (Surface tension : γ)
เป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นกับผิวของของเหลวที่ต้านแรงจากภายนอก
ในชีวิตประจําวันมีปรากฏารณ์ใดบ้างที่เกี่ยวข้องกับแรงตึงผิว ?

4. ความตึงผิว (Surface tension : γ)
- ปรากฏการณ์ที่วัตถุสามารถลอยอยู่บนผิวของเหลวได้นั้น เกิดขึ้นเนื่องจากแรง
ระหว่างผิวของเหลวซึ่งมีค่ามากกว่านํ้าหนักของวัตถุแรงนี้เรียกว่า แรงตึงผิว
(Surface tension force)
- แรงตึงผิว เป็นแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลที่ผิวของเหลว
- แรงตึงผิว ทําให้ผิวของเหลวเรียบตึงและทําให้ของเหลวเกาะรวมกันเป็นหยด
- ของเหลวแต่ละชนิดจะมีแรงตึงผิวไม่เท่ากัน
- แรงตึงผิวจะมีทิศขนานกับผิวของของเหลวและตั้งฉากกับขอบของภาชนะที่
ของเหลวสัมผัส

5. การวัดแรงตึงผิว
ค่าที่อ่านได้จากเครื่องชั่งสปริงขณะที่ขดลวดหลุดออกจากผิว
ของเหลวพอดี จะมีค่าเท่ากับขนาดของแรงตึงผิว
ขนาดของแรงตึงผิวหาได้จาก
ความยาว L จะขึ้นอยู่กับรูปร่างของวัตถุโดยจะพิจารณา
เฉพาะความยาวบริเวณผิววัตถุที่สัมผัสกับของเหลว

6. การพิจารณา L

7. การพิจารณา L

8. แรงตึงผิวของนํ้าสบู่ที่กระทําต่อบ่วงด้าย

9. ปรากฏการณ์รูเล็ก (Capillary effect)
- ปรากฏการณ์รูเล็ก เกิดจากแรงตึงผิวเมื่อจุ่มหลอดรูเล็ก (Capillary tube)
ลงในของเหลวโดยทั่วไป
- ของเหลวจะมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลว ซึ่งทําให้ของเหลว
เกาะกันเป็นหยดได้ เรียกว่า แรงเชื่อมแน่น (Cohesive force)
- แรงยึดเหนี่ยวระหว่างโมเลกุลของของเหลวกับโมเลกุลของวัตถุอื่น เรียกว่า
แรงยึดติด (Adhesive force)

10. ปรากฏการณ์รูเล็ก (Capillary effect)
นํ้า → แรงยึดติด > แรงเชื่อมแน่น ปรอท → แรงยึดติด < แรงเชื่อมแน่น

11. The Magic

12. Channel เพิ่มเติมความรู้...กดเปิดสิคะ
surface tension. โจทย์ความตึงผิว

13. ใครเร็วกว่า มาแข่งกัน !!!

14. ความหนืด (Viscosity)
ความหนืด คือ แรงต้านทานการไหลภายใน เมื่อ
ถูกแรงมากระทํา แรงต้านเกิดขึ้นเนื่องจากการยึดเกาะ
กันระหว่างโมเลกุลภายในของเหลวนั้น แรงต้านนี้เรียก
ว่า แรงหนืด (Viscous force)
กฎของสโตกส์ (Stoke’s law)
“เมื่อปล่อยวัตถุทรงกลมให้เคลื่อนที่ในของเหลว
ความหนืดของของเหลวจะทําให้เกิดแรงต้านการ
เคลื่อนที่ของวัตถุ”
*แรงหนืดจะมีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ

15. แรงหนืด (Viscous force)
*แรงหนืดจะมีทิศทางตรงข้ามกับทิศทางการเคลื่อนที่ของวัตถุ

16. ความเร็วปลาย (Terminal velocity : vt
)
เมื่อวัตถุเคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงตัว เรียกว่า ความเร็วปลาย (Terminal
velocity : vt
) แรงลัพธ์ที่กระทําต่อวัตถุมีค่าเป็นศูนย์

19. กิจกรรมตรวจสอบการเรียนรู้
เรื่อง ความตึงผิวและความหนืด
1. เหตุใดวัตถุบางชนิดที่มีความหนาแน่นมากกว่าของเหลวจึงสามารถลอย
อยู่บนของเหลวได้
2. หากต้องการทราบค่าแรงตึงผิวของของเหลวชนิดหนึ่งจะมีวิธีการวัด
อย่างไร
3. ถ้าวางเข็มเย็บผ้าที่มีความยาว 3 เซนติเมตรลงบนผิวของเหลวชนิดหนึ่งที่
มีความตึงผิวเท่ากับ 6.32x10-2
นิวตันต่อเมตรจะต้องออกแรงดึงเข็มเย็บ
ผ้าเท่าไรจึงจะหลุดออกจากผิวของเหลวพอดี

20. กิจกรรมตรวจสอบการเรียนรู้
เรื่อง ความตึงผิวและความหนืด (ต่อ)
4. เมื่อวางเหรียญโลหะที่มีรัศมี 1.4 เซนติเมตร ลงบนผิวนํ้าแล้วออกแรงดึง
เหรียญ พบว่า เมื่อดึงเหรียญด้วยแรงขนาด 6.4x10-3
นิวตัน เหรียญจะ
หลุดออกจากผิวนํ้าพอดี นํ้ามีความตึงผิวเท่าไร
5. ของเหลวชนิดหนึ่งมีความหนาแน่น 600 กิโลกรัมต่อลูกบาศก์เมตร เมื่อ
ปล่อยลูกเหล็กทรงกลมที่มีความหนาแน่น 7.2x103
กิโลกรัมต่อลูกบาศก์
เมตร รัศมี 1 มิลลิเมตร ให้เคลื่อนที่ในของเหลว ถ้าวัดความเร็วปลายของ
ลูกเหล็กได้ 0.05 เมตรต่อวินาทีของเหลวนี้มีความหนืดเท่าไร

21. : Fluid Mind Map