ОТДЕЛ ОБРАЗОВАНИЯ ГОМЕЛЬСКОГО ГОРОДСКОГО ИСПОЛНИТЕЛЬНОГО КОМИТЕТА

Государственное учреждение образования

«Гимназия №71 г. Гомеля»

Конкурсная работа

«Пузыри в жидкости»

Исполнитель: Мурашко Вячеслав Игоревич,

ученик 9 А класса

Руководитель: Синюто Алла Николаевна,

учитель физики

Государственного учреждения образования

«Гимназия №71 г. Гомеля»

Гомель

2010

Оглавление

Введение

1.  Пузырек всплывает в жидкости

2.  Модельный опыт о флотации

3.  О «мягких» и «твердых» пузырьках в жидкости

4.  Газовый пузырек у границы между жидкостями

5.  Кавитация

Заключение

Список использованных источников и литературы

Введение

Цель данной работы - изучение тех процессов, которые происходят или могут происходить с пузырями в жидкости и понять как общие законы физики обнаруживают себя в конкретных явлениях. При выполнении работы применялись следующие методы исследования: анализ различных источников информации; самостоятельное выполнение различных опытов, выявляющих различные свойства пузырьков. Объект исследования – пузыри, которые расположены в жидкости.

Газовый пузырек в жидкости! Ситуация общеизвестная и как будто совершенно понятная: пузырек всплывет, у поверхности вскроется, содержащийся в нем газ уйдет в паровую фазу вблизи поверхности жидкости. Понятно, почему это происходит: поднятие пузырька сопровождается опусканием центра масс жидкости с пузырьком. После вскрытия газового пузырька уровень жидкости понизится на некоторую величину, а это выгодно, как бы мала она ни была. Это упрощенный рассказ о судьбе пузырька в жидкости. Есть множество процессов и явлений, происходящих с ним и зависящих и от его размера, и от свойств жидкости, и от размера и формы сосуда, в котором жидкость находится, и от сорта газа, которым заполнен пузырек, и от много другого.

Пузырек оказывается главным участником очень важных технологических процессов и физических явлений. Эти процессы могут быть организованы лучшим образом, а явления использованы с наилучшим успехом, если будут поняты физические закономерности, управляющие поведением пузырей.

Речь идет о флотации, процессе, при котором руда освобождается от пустой породы, о кавитации – процессе появления несплошностей в жидкости вследствие местного понижения давления (эти несплошности превращаются в пузырьки, которые, схлопываясь, могут изъязвлять и разрушать металл, находящийся в жидкости, в частности гребные винты кораблей), о барботаже – продувании сквозь жидкость газовых пузырьков (их поток приводит к совершенному перемешиванию жидкости, а иной раз используется для ее равномерного прогрева).

1. Пузырек всплывает в жидкости

Полагая, что пузырек сохраняет сферическую форму, запишем выталкивающую его архимедову силу , которая обусловлена различием плотностей жидкости  и газа в пузырьке . Она определяется известной формулой:

.

В записанной формуле учтено, что .

Обсудим, как под действием архимедовой силы всплывает пузырек, который, двигаясь медленно, сохраняет сферическую форму.

Рисунок 1 Схемы ламинарного (а) и турбулентного обтекания жидкостью движущегося в ней пузыря

Вокруг пузырька возникают потоки, которые перемещают жидкость от лобовой поверхности пузырька к его тыльной поверхности. ............