La tensione superficiale

PIANO ISS P r e s i d i o M I L A N O
Istituto Tecnico Industriale Statale
Liceo Scientifico Tecnologico
“Ettore Molinari”
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FENOMENI DI SUPERFICIE 1
Un possibile percorso: LA TENSIONE SUPERFICIALE
Scheda esperienza 1
L’AGO
Cosa occorre
Un bicchiere o una vaschetta con acqua, un ago (o una graffetta o una
lametta), carta velina.
Come procedere
-
Versa l'acqua nel recipiente e ponilo su un tavolo
Aspetta che il liquido sia immobile
Metti l'ago (la graffetta o la lametta) sulla strisciolina di carta assorbente
e appoggia quest'ultima delicatamente sull'acqua
Quando la carta è ben inzuppata la strisciolina dovrebbe affondare, se ciò
non succede cerca delicatamente di farla immergere senza toccare l'ago
Cosa osservare
- L'ago galleggia sull'acqua
- Osservando da vicino (anche con una lente di ingrandimento) si mette in
evidenza come questi oggetti siano proprio appoggiati sulla superficie
dell’acqua che si comporta proprio come una pellicola elastica
Il fatto che l'ago galleggia è dovuto alla TENSIONE SUPERFICIALE DEL
LIQUIDO. Tra le molecole del liquido esiste una forza che impedisce loro di
allontanarsi facilmente ed è sufficiente a trattenere in superficie un oggetto
non molto pesante
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Schede esperimenti
FENOMENI DI SUPERFICIE: tensione superficiale
Scheda esperienza 2
Monete nell’acqua
Cosa occorre
-
Un bicchiere
acqua
monete
un po' di detersivo
Come procedere:
-
Versa l'acqua nel bicchiere, riempilo e ponilo su un tavolo
Aspetta che il liquido sia perfettamente immobile
Fai scivolare dentro delle monete una alla volta e osserva la superficie
dell'acqua
Cosa osservare
- Si possono inserire nel bicchiere parecchie monete senza far traboccare
l'acqua
- il livello dell'acqua sale al di sopra dell'orlo del bicchiere: la superficie
dell'acqua sembra gonfiarsi, come se fosse trattenuta da una pellicola
Il fenomeno è dovuto alla TENSIONE SUPERFICIALE del liquido, determinata
dalle forze che attirano le molecole della superficie verso l'interno
Come mostra l’immagine, queste forze non hanno
effetto sulle molecole che si trovano all’interno del
liquido: esse infatti sono circondate da altre
molecole quindi sono tirate in tutte le direzioni con
forze di uguale intensità.
Le molecole che si trovano sulla superficie, invece,
sono attratte solo verso il basso. Si forma allora una
"pellicola elastica" che riesce a sorreggere corpi leggeri. La forza che crea
tale pellicola prende il nome di tensione superficiale.
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Schede esperimenti
FENOMENI DI SUPERFICIE: tensione superficiale
Scheda esperienza 3
UN TESSUTO A TENUTA D’ACQUA
Cosa occorre
Una bottiglia, un pezzo di garza da medicazione, un
elastico e dell’acqua.
Come procedere
Riempite la bottiglia con l’acqua e fissate la garza
sull’imboccatura con l’elastico.
Ora provate a rovesciare il tutto!!!
La tensione superficiale si comporterà come una pelle e
impedirà all’acqua di passare attraverso gli spazi nella
trama della garza.
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Schede esperimenti
FENOMENI DI SUPERFICIE: tensione superficiale
Scheda esperienza 4
L’ACQUA LUNGO LA CORDA
Cosa occorre
Una caraffa, una corda, un contenitore vuoto.
Come procedere
Riempite la caraffa di acqua e annodate una estremità della corda al suo
manico.
Fate passare la corda sopra il beccuccio della caraffa e tenete l’estremità libera
appoggiata all’interno del contenitore.
Allontanate poi il contenitore dalla caraffa in modo che la corda sia ben tesa e,
tenendo la caraffa proprio sopra il contenitore, iniziate a versare l’acqua.
L’acqua scorrerà lungo la corda.
Dopo che il flusso è iniziato spostate la caraffa più in basso, quasi a lato del
contenitore e la tensione superficiale farà si che l’acqua continui a scorrere
lungo la corda.
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Schede esperimenti
FENOMENI DI SUPERFICIE: tensione superficiale
Scheda esperienza 5
Fare affondare polvere di zolfo.
Cospargete polvere di zolfo su di un bicchiere contenente acqua. Poichè lo zolfo
è abbastanza idrofobo, galleggerà sull'acqua. Aggiungete una goccia di
detersivo. Vedrete le particelle di zolfo affondare. Potete acquistare lo zolfo
presso una ferramenta.
Fare affondare il borotalco.
Lo stesso esperimento funziona anche con il talco, che ha il vantaggio di essere
presente in quasi tutte le case.
Cosa occorre:
bacinella - acqua– detersivo per piatti – borotalco.
Come procedere e osservazioni
-
-
Versiamo nella bacinella una certa quantità di
acqua, poi spargiamo del talco, vediamo che
rimane in superficie.
Aggiungiamo del detersivo liquido: si osserverà
che il borotalco comincia ad affondare e, dopo
qualche minuto è completamente scomparso dalla
superficie dell'acqua. 1
Il borotolco rimane "a galla" per lo stesso fenomeno già
osservato precedentemente: la tensione superficiale.
Quando aggiungiamo il sapone viene diminuita la
tensione
superficiale
e
il
talco
affonda
1
Figure da http://web.unife.it/progetti/matematicainsieme/schiume/perc_chimica03.htm
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Schede esperimenti
FENOMENI DI SUPERFICIE: tensione superficiale
Scheda esperienza 6
IL DETERSIVO PROPULSORE
Aggiungendo alcune gocce di sapone all'acqua, il sapone tende ad occupare
tutta la superficie disponibile e la tensione superficiale diminuisce, provocando
il movimento della barchetta
Cosa occorre
Alcuni piatti di plastica, forbici, una bacinella rettangolare, acqua pulita,
pezzetti di sapone o sapone liquido.
Come procedere
Ricavate dalla base di un piatto una forma affusolata e praticate un piccolo
incavo nella sua parte terminale.
Disponete la forma nella bacinella piena d’acqua e in corrispondenza dell’incavo
posizionate un pezzo di sapone (oppure lasciate cadere una goccia di sapone
liquido).
La vostra piccola zattera comincerà a muoversi sotto la spinta della
tensione superficiale.
La velocità della zattera dipende fortemente dalla geometria della forma
utilizzata, per verificarlo organizzate gare di velocità fra forme diverse, un
rettangolo, una circonferenza, un triangolo.
Ricordate sempre di cambiare l’acqua dopo ogni prova.