اصطکاک سطحی مایعات را اندازه بگیریم

اصطکاک سطحی، به نیرو های منسجم بین مولکول های مایع در سطح می گویند. این حالت، خاصیتی در مایعات است که سبب می شود لایه بیرونی به صورت ورقه ای الاستیک عمل کند. مولکول ها در سطح، مانند دیگر مولکول ها احاطه نشده و با نیروی خاصی در کنار یکدیگر قرار می گیرند. این سطح، لایه ای را می سازد که حرکت کردن مولکول های سطح را دشوار می سازد. خاصیت اصطکاک سطحی  باعث می شود مولکول های سطح یک مایع مثل آب، روی همدیگر بغلتند. در حقیقت اگر شما یک برگه کاغذ را به دقت روی سطح یک لیوان آب قرار دهید به نظر خواهد رسید که آن کاغذ به خاطر نیرو های سطحی، روی سطح شناور است.

همه مایعات کشش سطحی دارند، در این جا می خواهیم بدانیم کشش سطحی مایعات مختلف با هم چه تفاوتی دارد. برای این کار ابتدا آب را با آب صابون دار مقایسه می کنیم.

در واقع در این آزمایش تاثیر صابونی کردن را بر اصطکاک سطح آب بررسی می کند.

بهتر است کار خود را با یک سوال شروع کنیم:

چگونه صابون، اصطکاک روی سطح آب را تغییر می دهد؟

می دانیم که مولکول های سطح یک لیوان پر از آب روی همدیگر می لغزند.

این به خاطر نیرو های سطحی یا همان اصطکاک سطحی است. اما چه اتفاقی می افتد اگر در یک لیوان آب کمی صابون حل کنیم؟

در این آزمایش خواهیم دید...

وسایل مورد نیاز:

دو عدد لیوان پلاستیکی

مقداری آب

قطره چکان

صابون مایع

مراحل انجام کار:

اول لیوان پلاستیکی را پر از آب کنید.

کمی مانده به سر ریز شدن آب ارتفاع آب را علامت بزنید و سپس با قطره چکان آنقدر آب بریزید تا اب سر ریز شود.

تعداد قطراتی که قبل از سر ریز شدن آب اضافه کردید را بشمارید و یادداشت کنید.

در مرحله دوم در یک لیوان دیگر، آب و چند قطره صابون مایع ریخته و هم بزنید. لیوان قبلی را خالی کرده، خشک کنید و دوباره تا محل علامت زده قبلی مخلوط آب و صابون را بریزید. با یک قطره چکان تمیز و خشک آب صابون دار را قطره قطره اضافه کرده تا زمانی که آب سر ریز شود. تعداد قطرات ریخته شده را یاد داشت کنید.

این تعداد قطرات نشان دهنده تعداد قطراتی است که بعد از آن کشش سطحی آب را می شکند.

به این سوالات فکر کنید:

اضافه کردن صابون بر کشش سطحی آب چه تاثیری گذاشته است؟

انواع مختلف صابون ها چه تاثیری بر کشش سطحی دارند؟

میزان صابون موجود در این مخلوط چه تاثیری بر این کشش دارد؟

آیا مواد شوینده دیگر، نظیر سفید کننده ها و جرم گیر ها نیز بر کشش سطحی آب تاثیر دارند؟ تاثیرشان چگونه است؟

این موارد را آزمایش کنید و به اطلاعات خود اضافه کنید.

بخش پژوهش های دانش آموزی تبیان، تهیه: سارا یعقوبیان

تنظیم: نسرین صادقی