Чернильная капля. Условие задачи Поместите каплю чернил для

Чернильная капля

Условие задачи Поместите каплю чернил для шариковых ручек на поверхность воды, капля придет в движение. Объясните наблюдаемые явления качественно и количественно.

Цели доклада Определить химический состав чернил Качественно объяснить эффект наблюдаемый экспериментально Определить факторы, влияющие на движение чернильной капли

Химический состав Также в состав чернил входят: Фиксирующая добавка (пенетрат), которое помогает зафиксировать чернила на субстрате (бумаге, пленке и т.д.), т.е способствует «засыханию» чернил. Регуляторы поверхностного натяжения, динамической вязкости и кислотности чернил.

Как происходит движение При попадании чернильной капли на поверхность воды наблюдается интенсивное беспорядочное движение капли чернил по всей поверхности воды, часто сопровождающееся вращением.

Поверхностное натяжение Поверхностное натяжение - характеристика поверхности раздела фаз (тел), определяемая как работа образования единицы площади этой поверхности. Сила поверхностного натяжения направлена по касательной к поверхности раздела фаз.

Движение капли Неравномерное растворение ПАВ в воде Неравномерное изменение поверхностного натяжения воды Движение чернильной капли Fi Fj

Диффузия Диффузия — процесс переноса материи из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Диффузия представляет собой процесс на молекулярном уровне и определяется случайным характером движения отдельных молекул. Скорость диффузии пропорциональна: площади поперечного сечения образца разности концентраций температуре

Причины разности натяжения диффузия – хаотический процесс разная концентрация ПАВ и, вследствие, разная скорость диффузии

Основные проблемы опытов Точный химический состав не известен. Так как капля двигается хаотически и постоянно изменяет направление, тяжело определить экспериментальную зависимость каких-либо параметров. Концентрация растворенных в воде веществ постоянно изменяется, что влечет за собой изменения параметров движения.

Разные виды движения При проведении опытов наблюдаются различные виды движений. Это связано с тем, что чернила имеют разное химическое строение.

Не двигается Эти эксперименты протекают при достаточно низкой температуре или при наличии большого количества пенетрата, что обуславливает малую скорость диффузии ПАВ в воду. Поэтому капля и не двигается.

Реактивное движение При повышении температуры или уменьшения в чернилах количество пенетрата капля начинает двигаться, оставляя за собой хвост чернил. Этот эффект наблюдался чаще всего.

Расплывание При дальнейшем повышении температуры капля достаточно быстро растекается по всей поверхности. При этом мы видим, что диффузия происходит приблизительно с равной скоростью по всему контуру. В данных опытах нельзя однозначно определить чернильную каплю.

Двигается Капля двигается не оставляя за собой «хвоста». На наш взгляд это объясняется тем, что чернила содержат фиксирующие вещества (пенетрат), которые препятствуют растеканию.

Кристаллик камфары Капля двигается не оставляя за собой хвоста. На наш взгляд это объясняется наличием достаточного количества пенетрата. Но в то же время при большой концентрации ПАВ некоторая диффузия происходит, что и обуславливает такое движение.

Применение знаний Чернила играют важную роль в жизни человека. Это один из инструментов передачи информации. И чем качественнее чернила, тем дольше, лучше будет хранится ваша информация. Исследую подобные задачи мы улучшаем качество. Так можно сказать, что те чернила, которые не плавали при наибольшей температуре – лучшие, так как они не взаимодействовали с водой.

Выводы Чернила содержат ПАВ Капля двигается из-за различного поверхностного натяжения по её контуру Скорость движения капли зависит от концентрации ПАВ, температуры Некоторые вещества также влияют на движение капли

Спасибо за внимание

Диффузия Первый закон Фика (плотность потока вещества пропорционально градиенту концентрации и коэффициенту диффузии) Второй закон Фика связывает пространственное и временное изменение концентрации. Коэффициент диффузии зависит от температуры