ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه دوم

اهداف:

آشنایی با خاصیت چسبندگی سطحی آب.

آشنایی با خاصیت مویینگی و اینکه چرا آب با اینکه کشش سطحی کمتری نسبت به جیوه دارد ، ولی نسبت به آن ارجح است.

وسایل مورد نیاز:

3عدد ظرف شیشه ای

روغن

جیوه

لوله معمولی

سه لوله مویین با قطرهای مختلف

ظرف آب

یک تکه کاغذ به ابعاد تقریبی 3 سانتی متر

یک ظرف با ابعاد تقریبی 30 سانتی متر

چند قطره مایع ظرفشویی یا صابون مایع

2-1 چسبندگی سطحی آب

جلسه گذشته با خاصیت کشش سطحی آب آشنا شدیم. فهمیدیم که آب بعد از جیوه بیش‌ترینکشش سطحی را دارد و به خاطر همین خاصیت منحصر به فرد آن است که بعضی حشرات می توانند بر سطح آن حرکت کنند. مانند تصویر زیر.

حشره‌ای که به کمک کشش سطحی آب شناور مانده است

_ آزمایش 1

یک قطره آب را روی یک ظرف شیشه ای تمیز و خشک قرار دهید. ظرف شیشه ای دیگری را بردارید و سطح آن را با روغن چرب کنید سپس قطره آب را برروی آن بریزید.

ظرف شیشه ای تمیز و خشک دیگری را برداشته و قطره جیوه ای را روی آن بریزید.

مشاهدات خود را ثبت کنید. حال با این مشاهدات به نظر شما فرق قطره آب و جیوه چیست؟ چرا رفتارشان با هم فرق دارد؟ رفتار قطره آب بر سطح چرب چه توجیهی دارد؟

پدیده ای را که مشاهده کردید چسبندگی سطحی است. همان طور که در آزمایش کشش سطحی دیدیم که مولکول‌های یک ماده نسبت به هم چسبندگی دارند. در اینجا نیز مشاهده می کنیم مولکول‌های دو ماده که با هم تماس دارند ، نسبت به هم چسبندگی دارند که این چسبندگی را چسبندگی سطحی می نامیم.

هرگاه چسبندگی سطحی بیشتر از نیروی چسبندگی باشد، مایع بر سطح دوم پخش می شود( آزمایش اول) و بر عکس هرگاه چسبندگی سطحی کمتر از نیروی چسبندگی باشد مایع به صورت قطره باقی می ماند.( آزمایش دوم و سوم).

با توجه به آنچه گفته شد نقش روغن در آزمایش دوم چه بود؟ آیا روغن باعث کاهش چسبندگی سطحی می شود؟

2-2 نقش آب در گیاهان

آیا تا به حال به این فکر کرده اید که گیاهان و درختان چگونه آب مورد نیاز خود را از ریشه ی خود بر خلاف جاذبه زمین به بالاترین نقطه خود می رسانند؟ تصویر درخت زیر را ببینید، چگونه می شود آب این ارتفاع را بالا بیاید؟

_  آزمایش 2

ظرف آبی را برداشته و درون آن لوله مویی و همچنین لوله معمولی را وارد کنید. مشاهدات خود را ثبت کنید. سطح آب را در لوله با سطح آب در ظرف مقایسه کنید.

_  آزمایش 3

سه ظرف آب، جیوه و روغن را برداشته و درون هر یک لوله مویینی قرار دهید و مشاهدات خود را ثبت کنید.

سطح هر یک از مایع ها را درون لوله و بیرون از آن مقایسه کنید. و دلیل هر کدام از این اتفاقات را بیابید. با توجه به آنچه تا به حال یاد گرفته اید دلیل بیاورید که چرا آب درلوله مویین بالاتر و جیوه پایین تر از سطح مایع در ظرف قرار می گیرد. به شکل زیر دقت کنید.

مقایسه سطح جیوه و آب در لوله مویین

آب در لوله مویین بالا می‌رود و بالاتر از سطح آب در ظرف قرار می گیرد. به این خاصیت مویینگی گفته می شود. در صورتی که جیوه پایین تر از سطح جیوه در ظرف قرار می گیرد. در مورد اول چون چسبندگی سطحی آب نسبت به چسبندگی خود مولکول های آب بیشتر است برای همین آب به طرف داخل لوله مویین کشیده می شود و بالا می رود.

سطح آب درون لوله مویین، فرو رفته است. هرچه قطر لوله مویین کمتر باشد آب بیشتر بالا می رود. ولی در مورد دوم چسبندگی سطحی جیوه کمتر از چسبندگی مولکول‌هایش است در نتیجه سطح چسبندگی مولکول ها نمی گذارد جیوه درون لوله بالا رود. حال می توان فهمید که چرا کم بودن چسبندگی سطحی آب نسبت به جیوه بهتر است و همین باعث حیات در گیاهان شده است.

می بینیم که چگونه این خاصیت مویینگی باعث می شود که آب از ریشه گیاه جذب شود و بالا رود و گیاه به حیات خود ادامه دهد.

همان طور که دیدید، این پدیده های ساده ای که بارها و بارها مشاهده اش کرده ایم. آنقدر به نظرمان معمولی آمده اند که اصلاً توجه مان را جلب نکرده اند. در صورتی که این خاصیت های منحصر به فرد آب می باشند.

_ آزمایش 4

می خواهیم با انجام این آزمایش بسیار ساده خاصیت کشش سطحی آب را که جلسه پیش گفته شد، از جنبه دیگر نشان دهیم:

ظرفی را پر از آب کنید. تکه کاغذ را بر روی آب شناور کنید. (تا موقعی که کاغذ خیس نشده باشد این کار، کار ساده ای است.)

حال یک قطره مایع ظرفشویی را از ارتفاع حدود 5 سانتی متری در فاصله حدود 10 سانتی متری کاغذ رها کنید.

در این مرحله مشاهدات خود را ثبت نمایید. به نظر شما این اتفاق ناشی از موج ایجاد شده بر اثر برخورد قطره با سطح آب است. برای اینکه مطمئن شوید اینطور نیست، آزمایش را با قطره آب تکرار کنید. در این مرحله نیز مشاهداتتان را ثبت نمایید و با بار اول مقایسه کنید. دقت کنید برای هر بار تکرار آزمایش باید آب داخل ظرف را تعویض نمایید زیرا اگر آب داخل ظرف حاوی مایع ظرفشویی باشد آزمایش دوم به خوبی انجام نمی شود.

وجود کشش سطحی آب باعث می شود کاغذ حرکت بسیار محدود و کمی داشته باشد. چون آب از همه طرف بر کاغذ نیرو وارد می کند. ولی با اضافه کردن مایع ظرف شویی، کشش سطحی آب در محل اضافه شدن بسیار کاهش می یابد و باعث می شود کاغذ به سمتی که به آن نیرو وارد می شود کشیده شود. صابون و مواد شوینده کشش سطحی را کاهش می دهد.

یکی از دلایلی که ما از صابون برای شستشو استفاده می کنیم، همین است. با کاهش کشش سطحی آب، صابون می تواند سطوح روغنی و چرب را خیس کند. همان طور که دیدید ، کشش سطحی آب منشا خواص بسیار مهم و جالبی است.

فرق بین کشش سطحی و چسبندگی سطحی را فهمیده اند.

فرق و برتری آب بر جیوه را فهمیده اند.

تکلیف1 : از آزمایشات 1و2 و 3 که انجام داده اید تصویر برداری کرده و به هوراه مشاهدات خود از آزمایش ها، برای ما ارسال نمایید.

تکلیف2 : طبق آموزه های خود از مطالب این جلسه به سئوالات زیر پاسخ داده و برای ما ارسال نمایید.

1- تفاوت بین کشش سطحی و چسبندگی سطحی چیست؟

2- تفاوت و برتری آب بر جیوه چیست؟

محل بازدید/ اردو/ خرید:

برای این جلسه به پارک ها و جنگل های نزدیک محل سکونتتان بروید تا از نزدیک با خاصیت مویینگی در درختان آشنا شوید.

منابع مطالعه: برای آشنایی بیشتر با مباحث کشش سطحی آب، خاصیت مویینگی و  اهمیت اکولوژیک آب به منبع زیر مراجعه کنید.

فایل power point

_  سایت معرفی شده  شما را با فرایند انتقال آب از ریشه گیاه به اندام های هوایی، بیشتر آشنا می سازد.

http://www.maximumtechnic.com/index.php?pid=2&op=2&id=1376

بخش پژوهش های دانش آموزی سایت تبیان

تنظیم: یگانه داودی

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه اول

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه دوم

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه سوم

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه چهارم

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه پنجم

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه ششم

ویژگی های منحصر به فرد آب _ جلسه هفتم