МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ ВИННИЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. Н.И.ПИРОГОВА

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ ВИННИЦКИЙ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н.И.ПИРОГОВА
"Утверждено"
на методическом совещании
кафедры медбиофизики
Заведующий кафедрой
Профессор
И.И. Хаимзон
29.08.2011 г.
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
ДЛЯ СТУДЕНТОВ ПО ТЕМЕ
ИЗУЧЕНИЕ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТИ
Учебная дисциплина
Медицинская и биологическая физика
Модуль №2
Основы биологической физики
Содержательный модуль № 2 Основы
биомеханики,
биоакустики,
биореологии и гемодинамики
Тема занятия № 5.1
Изучение поверхностного натяжения жидкостей.
Лабораторная работа № 1
Курс
1
Факультет
Стоматологический
Винница-2011
I. ТЕМA 5.1: ИЗУЧЕНИЕ поверхностного натяжения жидкости.
Лабораторная работа № 1.
Актуальность темы:
Коэффициент
поверхностного
натяжения
(КПН)
является
характеристикой состояния поверхности. Коэффициент поверхностного
натяжения (КПН) является характеристикой состояния поверхности
жидкости, обусловленного межмолекулярными силами. КПН зависит от
природы жидкости и ее температуры. Изучение поверхностного натяжения
плазмы, сыворотки крови, мочи, спинномозговой жидкости имеет
существенное значение для диагностики некоторых заболеваний, например,
при заболевании гепатитом поверхностное натяжение мочи резко
уменьшается вследствие появления в ней желчных кислот.
Поверхностное натяжение жидкости существенно зависит и от
примесей. Вещества, которые уменьшают поверхностное натяжение
жидкости, называются поверхностно-активными. Поверхностно-активные
свойства имеют много органических соединений: жирные кислоты, соли
жирных кислот, сульфокислоты, спирты, амины, белки и др. Наиболее
известными поверхностно-активными веществами являются мыло,
стиральный порошок, шампунь и др. Они сильно уменьшают поверхностное
натяжение воды.
II. УЧЕБНЫЕ ЦЕЛИ:
Знать:
 Явление поверхностного натяжения с точки зрения молекулярнокинетической теории.
Уметь:
 Объяснять явления поверхностного натяжения.
 Демонстрировать
навыки
измерения
коэффициентов
поверхностного натяжения.
 Трактовать капиллярные явления и газовую эмболию как
физические явления.
III. МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ ИНТЕГРАЦИИ
Полученные базовые знания
Название предыдущих
дисциплин
1. Курс физики в объеме 1. Поверхностное натяжение.
программы
для 2. Поверхностная энергия. Коэффициент
общеобразовательной школы
поверхностного натяжения.
IV. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ВЫХОДНОГО УРОВНЯ ЗНАНИЙ
1. Поверхностная энергия - это избыточная потенциальная энергия
молекул поверхностного слоя над энергией молекул внутри жидкости.
2. Коэффициент поверхностного натяжения - это отношение
поверхностной энергии к площади ее свободной поверхности.
3. Единица измерения коэффициента поверхностного натяжения джоуль на квадратный метр (Дж/м2).
V. САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ
5.1. Новые термины:
Капиллярные явления это подымание или опускания уровня
жидкости в узких трубках (капиллярах) в результате действия
дополнительного давления под мениском.
Газовая эмболия - это закупорка трубки (сосуды) газовой пузырем.
5.2. Теоретические вопросы к занятию:
1) Понятие о поверхностное натяжение жидкости на основе
молекулярно-кинетической теории. Как направлены силы поверхностного
натяжения? Указать точку приложения силы поверхностного натяжения.
2) Дать определение (энергетическое и силовое) коэффициента
поверхностного натяжения, его единиц измерения. От чего зависит КПН?
Использование КПН в медицине.
3) Какие вещества называются поверхностно-активными? Каков
механизм их влияния на поверхностное натяжение жидкости?
4) В чем заключается относительный метод измерения коэффициента
поверхностного натяжения жидкостей? Другие методы измерения
коэффициента поверхностного натяжения.
5) Капиллярные явления. Газовая эмболия.
6) Формула Лапласа, ее физический смысл.
5.3. Практическое задание:
1. Подготовить протокол лабораторной работы № 1 по принятой на
кафедре схеме.
5.4. Задания для самоконтроля.
Выберите правильные ответы:
1.Как направлена равнодействующая всех сил притяжения,
действующих на молекулу поверхностного слоя?
а) вверх;
б) вниз;
в) по касательной.
2. Силу поверхностного натяжения, действующую на единицу длины
контура, ограничивающего свободную поверхность жидкости, называют ...
а) поверхностным натяжением;
б) коэффициентом поверхностного натяжения;
в) коэффициентом силы внутреннего трения.
3. Избыточная потенциальная энергия молекул поверхностного слоя
над энергией молекул внутри жидкости называется …
а) избыточной энергией;
б) поверхностной энергией;
в) потенциальной энергией.
4. Как называется отношение поверхностной энергии жидкости к
площади ее свободной поверхности?
а) коэффициент поверхностного натяжения;
б) сила поверхностного натяжения;
в) поверхностное натяжение.
5. Сила поверхностного натяжения дистиллированной воды F0 =
20мкН, а настойки пиона Fn = 14мкН. Определить коэффициент
поверхностного натяжения настойки пиона α0, если коэффициент
поверхностного натяжения воды α0 = 76 мн / м (F0 и Fn определили с
помощью торсионных весов, отрывая от поверхностей жидкостей одну и ту
же пластинку)
Fn
14
мН
 76
 53,2
;
а)  n   0
F0
20
м
б)  n   0
F0
20
мН
 76
 108,6
;
Fn
14
м
мН
.
м
Правильные ответы: 1 - б, 2 - б, 3 - б, 4 - а; 5 - а.
в)  n   0  F0  Fn  76  20  14  1960
5.5. Литература
1. Ремизов А.Н. Курс физики, электроники и кибернетики. - М.:
Высшая школа, 1982.
2. Ливенцев Н.Н. Курс физики. -М.: Высшая школа, 1974.
3. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика. -М.: Высшая
школа, 1987.
4. Чалый А.В. Медицинская и биологическая физика. - М.: Книга плюс,
2005.
5. Сайт кафедры МБФ ВНМУ им. Н.И.Пирогова.
6. Конспект лекций.
7. Дьяков В.А. и соавторы. Лабораторный практикум по медицинской и
биологической физике. В.: ВДМУ, 1999. Лабораторная работа № 1.
VI. Аудиторной работы
1. Выполнение лабораторной работы: - 65мин.
- Получение результатов измерений;
- Обработка и анализ полученных результатов измерений;
- Написание выводов к работе.
2. Тестовый контроль знаний студентов - 10 мин.
3. Защита протокола лабораторной работы - 10 мин.
4. Объявление результатов работы и задания к следующему занятию -5 мин.