作文一:《水的张力实验》1800字
星期天,我独自一人在家里做作业。做着做着,我就想玩,就拿来了一个水杯,倒了一杯水,做了一个搞水的实验。
我先在杯里倒满水,再去卫生间挤了一点洗手液,那一点洗手液在清澈的水里蠢蠢欲动。我又端着杯子走到书桌前,把红墨水倒进杯里,顿时水变成了橙红色,我用剪刀在水里搅拌了几下,顿时一股洗手液的味道扑鼻而来。看看那杯水还是橙红色,但增加了一些泡沫,然后我把纯蓝色墨水倒了一点进杯里,顿时橙红色变成了绿色,好奇怪哟!我又搅拌了几下,什么也没变,我试着把胶水倒进水里,再把杯子里的水一点一点倒到盆里。我继续写作业。当我写完作业,发现盆里的水变成紫颜色的了,还干了粘在上面了。我想:水杯里看着的是绿色,怎么倒进盆子里就变成紫色了?还粘得住东西,真奇怪!后来我又做了各种各样得颜色实验,最后把它们往纸上一倒,就成一幅五颜六色的画了。
我做的实验你们没看见过吧,其实我也不知道这个实验的结果会是这样的。这次实验使我明白了绘画调色的一些道理。我也为这次实验感到骄傲,因为我做了属于我一个人发明的实验.
2.今天下午,我和妈妈一起动手,做一个小实验,是关于水的。水,是我们最常见到的液体,会有什么奥妙呢?
我和妈妈用水把杯子装满,不留一点儿空隙,还能放进好多硬币,你说可能吗?我回答可能,为什么呢?看了之后就知道了。
我拿了一个1角的硬币,心里很紧张又很迫不及待,便轻轻地放了下去。只听“咚”的一声,一个硬币安安稳稳地躺在了杯底,而水一点儿也没有流出来,好厉害哦!我放了第一个,第二、三个也就利索了,放得越来越快。你知道我一连放了几个吗?二十一个耶。
为什么一杯这么满的水还能容得下这么多的东西?电脑老师告诉了我答案:原来是因为水有张力,是张力让水容下了那么多东西。
小小的张力竟然能有这么大的作用,好厉害哦! 神奇的水面张力实验
早在三年级的时候,科学老师万老师就曾问过我们:
如果有一个装满水的杯子,向里
放币,在水溢出来之前最多能放多少枚?
”
那一次,我并没有把这个问题放在心上。今
天我在阅读《科学大众》时又看到了这个问题,突然来了兴致,决定研究研究。
实验前,
我做了充分的准备:
让妈妈去银行帮我兑换了一百元五角的硬币,
然后取来一
个装满水的玻璃杯。准备就绪,我便和妈妈一起开始动手实验。
妈妈让我先猜一猜最多能在盛满水的杯子里放多少枚硬币。 打量着水杯,
思量了一下说:
“
最多二十个。
”
说完,我就开始往杯中投放硬币:
“
一枚,两枚,三枚
……”
眼见着一枚枚金
光闪闪的硬币像青蛙一样
“
扑通、扑通
”
地划进水里,我的心也随着
“
咚咚
”
直跳,看那水面在
晃悠一下后恢复原状,我真不敢相信自己的眼睛。 “
二十
”
、
“
二十一
”
。哇!居然超过了我的
预想数。我紧盯着水面,
看着杯口的水越来越饱满,心也提到了嗓子眼。我小心翼翼地继续
往里放
…… “
三十二,成功!
”
我大喊一声,又长长地舒了一口气。
“
再放一枚,三十
……”
,
还没有等我数出声,只见水面裂开了一道口子,水顺着这道小口子流了出来。
妈妈宣告实验结束。
可我并不罢手,
我反问自己:
是不是所有的容器都只能放三十来枚
硬币呢?强烈的好奇心驱使我再做一次实验。
我拿来一只大碗装满水,开始了新的实验。这次,我让妈妈来猜能放多少枚硬币。
妈妈
认为还是三十几枚,原本在一旁玩电脑的老爸也忍不住加入竞猜,他说最多可以放五十枚。 但我认为碗比杯子大多了,应该可以多放一些。所以我猜可以放八十枚。
“
竞猜完毕,见证奇迹的时刻到了!
”
我学着魔术师
——
刘谦的样子边说边摆了一个
P0SE
。随后,我开始兴致勃勃地边放边数。当放到第三十枚时,水面依然纹丝不动,妈妈 竞猜失败。四十枚
……
四十五枚
……
五十枚放进去了,水面凸了起来,似乎高出了两毫米,
但却没有一点要破裂流出来的迹象,爸爸竞猜也失败了。我得意极了,蹲下身,挽起袖口, 擦了擦手心里的汗。
这次,我特意把硬币竖起来,
顺着碗边,
更加小心翼翼地把硬币放进碗
中。不知不觉,我已经放进去八十枚硬币啦!我们一家三口,睁大了六只眼睛,紧紧盯着水
面。房间的空气似乎都凝固了,我能清楚地感觉到我的心在剧烈地跳动。
“
八十一
”
、
“
八十
二
”
、
“
八十三
”……
直到八十七枚,水面终于破裂溢出水来。
这是为什么呢?我们到网上去寻找答案。原来,这种现象就是 “
水面张力。
”
水面张力
就是水表面的水分子紧紧地靠在一起,
有一种相互吸引的力。
当这些硬币的质量超过了水面
张力所能承受的极限时,
水就会溢出来。
而向容器里投放硬币的个数,
是由容器口的大小决
定的。哦,原来是这样啊!真是不可思议!
通过这个实验,
我懂得了这个神奇的现象下面隐藏的科学知识 ——
水面张力。
我以后还
要多动手实践,多思考,了解更多的科学知识。
作文二:《水的张力》11600字
第十二章表面现象
表面现象(通常将气一液、气一固界面现象称为表面现象) 所讨认的都是在相的界面上发生的一些行为。物质表面层的分子与内部分子周围
的环境不同。内部分子所受四周邻近相同分子作用力是
对称的,各个方向的力彼此抵销;但是表面层的分子,
一方面受到本相内物质分子的作用;另一方面又受到性
质不同的另一相中物质分子的作用,因此表面层的性质
与内部不同。最简单的情况是液体及其蒸气所成的体系
(见图),在气液界面上的分子受到指向液体内部的拉
力,所以液体表面都有自动缩成最小的趋势。在任何两
相界面上的表面层都具有某些特殊性质。对于单组分体
系,这种特性主要来自于同一物质在不同相中的密度不同; 气、液两相界面 而对于多组分体系,这种特性则来自于表面层的组成和任一相的组成均不相同。物质表面的特性对于物质其他方面的性质也会有所影响。随着体系分散程度的增加,其影响更为显著。因此当研究在表面层上发生的行为或者研究多相的高分散体系的性质时,就必须考虑到表面的特性。通常用比表面(A 0 )表示多相分散体系的分散程度,其定义为A 0 =A /V ,式中A 代表体积为V 的物质具有的表面积。所以比表面A 0 就是单位体积(也有用单位质量者)的物质所具有的表面积,其数值随着分散粒子的变小而迅速增加。分散粒子分割得愈细比表面积就愈大。在胶体体系中粒子的大小约在1nm —100nm 之间,它具有很大的表面积,突出地表现出表面效应。此外某此多孔性物质或粗粒分散体系也常具有相当大的表面积,其表面效应也往往不能忽略。 在本章中将讨论有关表面现象的一些基本概念及其应用。
第一节表面吉布斯自由能和表面张力
一、表面吉布斯自由能和表面张力
由于表面层分子的状咬与本体中不同,因此如果要把一个分从内部移到界面(或者说增大表面积)时,就必须克服体系内部分子这间的吸引力而对体系作功。在温度、压力和组成恒下时,可逆地使表面积增加d A 所需要对体系做的功,叫做表面功,可以表示为
δW f =γd A
式中是比例常数,它在数值上等地当T 、p 及组成恒定的条件下,增加单位表面积时所必体系做的可逆非膨胀功。
由于,δW f= dG T p 所以上式又可以表示为d G T p p =γd A
可以看出,γ的物理意义是:在定温不定定压条件下,可逆地增加单位表面积引起体系吉布斯自由能的增量。单位为J m-2。γ称为表面吉布斯自由能或比表面能。 从另一个角度来考虑,如果观察到表面上处处存在着一种张力,称之为表面张力(surfacetension )。它作用在表面的边界线上,垂直于边界线向着表面的中心并与表面相切,或者是作用在液体表面上任一条线的两侧,垂直于该线,沿着液面拉向两侧。例如,把金属丝弯成U 形框架,放在肥皂膜,由于表面张力的作用,会肥可滑动的金属丝拉上去,一直到框架顶部,如在金属丝下面吊一重物W 2,如果W 2与可滑动金属丝的质量W 1之和(即W 1 + W 2)与向上的表面张力平衡时,金属丝就保持不再滑动。在图中,虽然肥皂膜很薄,但和分子的大
小相比,还具有一定的厚度,可以认为肥皂膜有一定的体积,
在金属丝框架的正反两面具有两个表面,所以表面张力在总
长度为2 的边界上作用,由于表面张力γ 的指垂直地作用
于单位长度的表面边沿,并指向表面中心的力,所以肥皂膜
将金属丝向上拉的力(即等于向下的重力(W 1 + W 2 )g )为
F =2γl = (W 1 + W 2 )g 这里γ称为表(界)面张力,
其单位为N m. -1,这是从另一角度来理解的(表面自由能
的单位是,由于J= N m,所以γ的单位也可表示为N m-1,N 为牛顿,是力的单位,所以表面自由能也可以看作是垂直用于单位长度相界面上的力即表面张力)。γ是物质的特性,并与所处的温度、压力、组成以及共同存在的另一相的性质等均有关系。
二、表面现象的热力学
以前我们讨论体系热力学函数变化的关系式时,都假定只有体积功。现在当考虑到有一种非膨胀功——表面功时,在公式中应相应增加一项,例如:γd A
d U =T d S -P d V +γd A +∑μB dn B
B
d H =T d S +V d P +γd A +∑μB dn B
B
d F =-S d T -P d V +γd A +∑μB dn B
B
d G =-S d T +V d P +γd A +∑μB dn B
B
广义的表面自由能定义:保持相应的特征变量不变,每增加单位表面积时,相
γ=
(?G ) p , T , n B ?A
应热力学函数的增值。狭义的表面自由能定义:保持温度、压力和组成不变,每增加单位表面积时,Gibbs 自由能的增加值称为表面Gibbs 自由能,或简称表面自由能或表面能,用符号ρ或γ表示,单位为J·m -2。
第二节弯曲表面下的附加压力和蒸气压
一、弯曲表面下的压力
由于表面张力的作用,在弯曲表面下的液体或气体与在平面下情况不同,前者受到附力的压力。静止液体的表面一般是一个平面,但在某此特殊情况下例如在毛细管中,则是一个弯曲表面。由于表面张力的作用,在弯曲液面的内外,所受到的压力不相等。设在液面上,对某一小面积AB 来看,沿AB 的四周,AB 以外的表面对AB 面有表面张斩作用,力的方向与周界垂直,而且沿周界处与表面相切。如果液面是水平的(如图a 是液体的剖面)则表面张力γ也是水平的,当平衡时,沿周界的表面张力互相抵消,此时液体表面内外的压力相等,而且等于表面上的外压力p 0。
如果液面是变曲的,则沿AB 的周界上的表面张力不是水一的,其方向如图(b )、(c)所示。平衡时,表面张力将有一合力,当液面为凸形时,合力指向液体内部,当液面为凹形时,合力指向液体外部。这就是附加压力的来源。对于凸面(图b ),AB 曲面好象绷紧在液体上一样,使它受到一个附加的压力。因此在平衡时,表面内部的液体分子所受到的压力必大于外部的压力。对照凹面(图c )则AB 好象要被拉出液面,因此液体内部的压力将小于外面的压力。总之,由于表面张力的作用,在弯曲表面下的液体与平面不同它受到附加的压力( P S )。
经推导得 p s =γ(1/R 1 +/R 2), 称为拉普拉斯(Laplace )公式, R 1和R 2是某一曲面上最大和最小曲率半径。该式表面附加压力与液体的表面张力成正比,而与曲率半径成反比。例如:对于球形液滴,由于R 1=R 2=R ,则p s = 2γ/R ,而且液愈小,则所受的附加愈大;而对于肥皂泡,由于有内外两个弯曲表面,对于每一个弯曲表面有
p s = 2γ/R ,所以两个弯曲表面所产生的总附加压力为p s’ = 4γ/R ;对于水平液面,由于R 1 = R 2= ∞,所以其附加压力为 p s = 0;如果液滴呈凹形,则R 为负值,附加压力( P S )为负值,即凹面下液体所受到的压力比平面下要小。在了解弯曲表面上具有附加压力以及其大小与表面形状的关系之后,可以解释如下一些常见的现象。例如自由液滴或气泡(在不受外加力场影响下)通常都呈球形。因为假若液滴具有不规则的形状,则在表面上的不同部位曲面变曲方向及其曲率不同,所具的附加压力的方向和大小也不同。在凸面处附加压力指向液滴的内部;而凹面的部位则指向相反的方向。这种不平衡的力,必将迫使液滴呈现球形,因为只有在球面上各点的曲率相同,各处的附加压力也相同,液滴才会呈稳定的形状。自由液滴如此,分散在水中的油滴或气泡也常是如此。又例如当毛细管插入水中时,管中的水柱表面会呈凹形曲面,致使水柱上升到一定高度。这是由于在凹面下液体(实际上平面)被压入管内,直到在MN 平面处液柱的静压与凹面的附加压力相等后才达平衡。当把毛细管插入汞中时,管内汞面呈凸形。同理可以解释管内汞面上降的现象。用毛细管法测定液体的表面张力就是根据这个原理进行的。毛细管内液体上升(或下降)的高度(h )可近似用如下方法计算。如液体能润湿毛细管,液面呈弯月凹面。设弯月面呈半球状,这时弯月面的曲率半径(R ′) 就等于毛细管半径(R )。当液面在毛细管中上升达平衡时,管中液柱静压力Δp 就等于弯曲表面的附加压力p s,
Δp =p s =2γ/R =Δρgh
Δρ是液相和气相的密度差,Δρ =ρ1-ρg . ,通常 ρ1≥ρg ,则(12.8)式可近似写作 h =2γ/R ρ1g 如果液体不能润湿毛细管,则液面下降呈凸面,设凸面为半球面,则仍可计算,不过算出的是液面下降的高度。
二、弯曲液面上的蒸气压
考虑在一定温度T 时,设某液体与其饱和蒸气呈平衡液体(T, p1) 饱和蒸气(T, p g )式中P 1和P g 分别表示液体所受的压力和饱和蒸气的压力。如果把液体分散成半径为R ′的小液滴,则小液滴将受到附加的压力,因此小液滴所受到的压力与水平液面下液体所受到的压力不同,相应的其饱和蒸气压力也发生改变,并重建新的改变,并重建新的平衡,
式中M 为纯液体的摩尔质量,ρ 为密度。称为开尔文(Kelvin )公式。从该式得知对于液滴(凸面R ′>0,),其半径愈小,蒸气压反而愈大,而对于蒸气饱(凹面,R ′ 0 ,即溶质在表面层发生正吸附;当d σ/dα>0,即增加浓度使表面张力上升时,Γ
早在三年级的时候,科学老师万老师就曾问过我们:“如果有一个装满水的杯子,向里面放硬币,在水溢出来之前最多能放多少枚,”那一次,我并没有把这个问题放在心上。今天我在阅读《科学大众》时又看到了这个问题,突然来了兴致,决定研究研究。
实验前,我做了充分的准备:让妈妈去银行帮我兑换了一百元五角的硬币,然后取来一个装满水的玻璃杯。准备就绪,我便和妈妈一起开始动手实验。
妈妈让我先猜一猜最多能在盛满水的杯子里放多少枚硬币。打量着水杯,思量了一下说:“最多二十个。”说完,我就开始往杯中投放硬币:“一枚,两枚,三枚……”眼见着一枚枚金光闪闪的硬币像青蛙一样“扑通、扑通”地划进水里,我的心也随着“咚咚”直跳,看那水面在晃悠一下后恢复原状,我真不敢相信自己的眼睛。“二十”、“二十一”。哇~居然超过了我的预想数。我紧盯着水面,看着杯口的水越来越饱满,心也提到了嗓子眼。我小心翼翼地继续往里放…… “三十二,成功~”我大喊一声,又长长地舒了一口气。“再放一枚,三十……”,还没有等我数出声,只见水面裂开了一道口子,水顺着这道小口子流了出来。
妈妈宣告实验结束。可我并不罢手,我反问自己:是不是所有的容器都只能放三十来枚硬币呢,强烈的好奇心驱使我再做一次实验。
我拿来一只大碗装满水,开始了新的实验。这次,我让妈妈来猜能放多少枚硬币。妈妈认为还是三十几枚,原本在一旁玩电脑的老爸也忍不住加入竞猜,他说最多可以放五十枚。但我认为碗比杯子大多了,应该可以多放一些。所以我猜可以放八十枚。
“竞猜完毕,见证奇迹的时刻到了~”我学着魔术师——刘谦的样子边说边摆了一个P0SE。随后,我开始兴致勃勃地边放边数。当放到第三十枚时,水面依然纹丝不动,妈妈竞猜失败。四十枚……四十五枚……五十枚放进去了,水面凸了起来,似乎高出了两毫米,但却没有一点要破裂流出来的迹象,爸爸竞猜也失败了。我得意极了,蹲下身,挽起袖口,擦了擦手心里的汗。这次,我特意把硬币竖起来,顺着碗边,更加小心翼翼地把硬币放进碗中。不知不觉,我已经放进去八十枚硬币啦~我们一家三口,睁大了六只眼睛,紧紧盯着水面。房间的空气似乎都凝固了,我能清楚地感觉到我的心在剧烈地跳动。“八十一”、“八十二”、“八十三”……直到八十七枚,水面终于破裂溢出水来。
这是为什么呢,我们到网上去寻找答案。原来,这种现象就是“水面张力。” 水面张力就是水表面的水分子紧紧地靠在一起,有一种相互吸引的力。当这些硬币的质量超过了水面张力所能承受的极限时,水就会溢出来。而向容器里投放硬币的个数,是由容器口的大小决定的。哦,原来是这样啊~真是不可思议~
通过这个实验,我懂得了这个神奇的现象下面隐藏的科学知识——水面张力。我以后还要多动手实践,多思考,了解更多的科学知识。
作文十:《神奇的水面张力实验》1600字
神奇的水面张力实验
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今天的语文课上,老师要和我们一起做个实验,这让同学们兴奋不已~
实验前,老师做了充分的准备:两盒崭新的大头针和一只装满水的玻璃杯。玻璃杯端放在平整的桌面上。准备就绪,老师开始动手做实验。 我们个个都伸长了脖子,睁大眼睛,仔细观察。
老师首先往装满水的玻璃杯里又试着倒了些水,可杯子里再也容不下一点点水了,水一下子就溢了出来。同学们个个眨巴着眼睛凝视着杯口,生怕少看了一个环节。接着老师又拿出两盒大头针,神秘地问:“同学们,你们估计这水里还能放下多少枚大头针呢,”话音刚落,同学们便开始议论纷纷,有的说杯子里的水已经满了,不可以放大头针进去,有的说三十枚,也有说七十枚的,而我猜八十枚~
我们争论得不可开交,老师拿起一枚大头针:“竞猜完毕,见证奇迹的时刻到了~”老师用右手捏着大头针的尾部,左手轻轻地顺着大头针从上往下捋了捋,然后把针头竖着放入水中。大头针就这样缓慢地潜入了水底。同学们紧张得都不敢呼吸,眼珠子也仿佛快要瞪出来了。
紧接着,第二枚、第三枚也相继潜入水中。随着水中的大头针的数量不断增加,同学们激动的数数声反而越来越小,大家生怕数数声影响到老师做实验。一直数到三十枚了。三十枚的预测数已经被打破了。我仔细一瞧,杯底已是薄薄的一层大头针。这时教室里鸦雀无声,同学们个个屏住呼吸,从趴在桌子上看,到站起来看,到站到椅子上看,最后拥到讲台前观看。“五十五、五十六??八十、八十一??八十九、九
十??”不知不觉,已经放进去九十枚大头针~全班同学睁大了眼睛,紧紧地盯着水面,我能清楚地感觉到我的心在剧烈地跳动。
水中的大头针已经有厚厚的一大层了,大头针纵横交错,可水却依然没有溢出来,但是水面已经不是那么平了,中央已经微微地向上方凸起,就像一面凸透镜一般。同学们越来越紧张了。老师在这种紧张的场景下,手也有些发抖了,于是便让我来接着放。我小心地一个接一个地继续投放大头针,不一会儿工夫,两整盒大头针快要放完了。这时杯底的大头针已经密密麻麻,杯口也呈现出凸出的一个小半圆球。放到最后两枚时,水面终于破裂,水杯溢出水来。同学们这才长吁一口气,大声欢呼起来~
这是怎么回事呢,老师看着我们一张张好奇的脸,打开了《百科全书》。原来,这种现象就是“水面张力” 。水面张力就是水表面的水分子紧紧地靠在一起,有一种相互吸引的力。当这些大头针的质量超过了水面张力所能承受的极限时,水杯里的水就会溢出来。而向容器里投放大头针的个数,是由容器口的大小决定的。哦,原来是这样啊~真是不可思议~
这次生动有趣的实验不仅给我们带来了乐趣,而且还使我们懂得了这个神奇现象下面隐藏的科学知识――水面张力。我以后还要多动手实践,多思考,了解更多的科学知识。
(指导教师:苗玉荣)
开篇点题,简明扼要。
略写老师做实验前的准备和学生的好奇状况,很有必要。
实验开始,用老师“神秘地问”引起学生的“纷纷竞猜”,场面热烈而真切。
“魔术师”句的类比运用得贴切有趣,开始“放大头针”的动作写得精细逼真。
“紧接着”承上启下、过渡自然、结构严谨。学生“数数”等观察状况有动有静,动静结合的场面描写栩栩如生。
从大头针放入杯中的由少(厚厚的一大层)到多(两整盒),杯口水面的变化也由“微微地向上方凸起,就像一面凸透镜一般”到“凸出的一个小半圆球”,再到“水面终于破裂溢出水来”。实验的过程写得生动形象,并楔入师生当时的神态描写,巧妙得珠联璧合。
实验结束,揭示实验的原理及启示,顺理成章、点明题旨、简洁明了、要言不烦。唯觉全文的结尾“我以后还要多动手实践,多思考,了解更多的科学知识”这句话显得没有必要,有些“画蛇添足”之憾。
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