PELAJARAN 5

Tegangan Permukaan Cecair

(ii)Tegangan Permukaan Berdasarkan Teori Kinetik Jirim

Terdapat daya tarikan (daya jelekit) antara molekul-molekul cecair.

Bagi molekul di dalam cecair daya tarikan antara molekul adalah seimbang pada semua arah(daya paduan adalah sifar)

Bagi molekul di permukaan cecair tiada daya tarikan ke arah atas.

Hanya terhasil satu daya tarikan paduan ke bawah.

Akibatnya permukaan cecair menjadi tegang seperti kulit yang kenyal.

Ini menyebabkan permukaan cecair mempunyai keluasan yang paling minimum yang mungkin.

(iii) Eksperimen-eksperimen untuk menunjukkan kesan tegangan permukaan

Eksperimen 1

Letak sebilah jarum diatas secebis kertas tisu yang terapung di atas permukaan air.

Tolak kertas tisu perlahan-lahan sehinggga tenggelam.

Didapati jarum tidak tenggelam.

Ini disebabkan daya tegangan permukaan air menahan berat jarum daripada tenggelam walaupun jarum lebih tumpat daripada air.

Eksperimen 2

Masukkan satu corong turas ke dalam larutan sabun supaya terbentuk satu selaput sabun merentasi hujung besar corong itu.

Keluarkan corong turas.

Didapati selaput sabun akan menguncup dan

menaikki ke permukaan lebih kecil.

Ini kerana tegangan permukaan selaput sabun menjadikan luas permukaannya paling minimum.

Eksperimen 3

Buatkan satu bingkai dawai dan ikatkan benang yang panjang di tengah-tengahnya.

Celupkan bingkai dawai dalam larutan sabun supaya selaput sabun terlekat kepadanya.

Angkat bingkai dawai.

Pecahkan selaput sabun di tenag-tengah benang.

Didapati benang menjadi tegang ke arah selaput sabun yang tinggal.

Ini disebabkan selaput sabun mempunyai tegangan permukan menjadikan luas paling minimum yang mungkin.

(iv)Eksperimen untuk menentukan faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan permukaan.

Eksperimen 1 (Jenis cecair)

Titiskan minyak di atas permukaan air.

Didapati titisan minyak itu menjadi satu tompok minyak yang besar.

Ini menunjukkan tegangan permukaan air adalah lebih besar daripada tegangan permukaan minyak menarik tompok minyak supaya menjadi lebih besar.

Eksperimen 2 (Suhu cecair)

Letakkan jarum di atas secebis kertas tisu yang terapung di atas permukaan air.

Tolak kertas tisu perlahan-lahan sehingga ia tenggelam.

Didapati jarum tidak tenggelam kerana tegangan permukaan air.

Ulangi eksperimen dengan menggunakan air panas.

Didapati jarum tenggelam.

Ini menunjukkan apabila suhu air bertambah,tegangan permukaan air berkurangan,menyebabkan jarum tenggelam.

Ekspeimen 3 (Larutan pembersih @ bendasing)

Letakkan jarum di atas secebis kertas tisu yang terapung di atas permukaan air.

Tolak kertas tisu perlahan-lahan sehingga ia tenggelam.

Didapati jarum tidak tenggelam kerana tegangan permukaan air.

Titiskan beberapa titik larutan sabun ke dalam air.

Didapati jarum akan tenggelam.

Ini menunjukkan apabila air dimasukkan sabun,tegangan permukaan air menjadi berkurangan,menyebabkan jarum tenggelam.

(c)Sifat Pembasahan Cecair

(i) Daya lekitan: daya tarikan antara molekul-molekul yang sama jenis,

Contohnya ialah daya tarikan antara molekul air dengan molekul air.

(ii) Daya lekatan:daya tarikan antara molekul-molekul yang berlaianan jenis,

Contohnya ialah daya tarikan antara molekul air dengan molekul kayu.

(iii) Sifat pembasahan:Cecair akan membasahi jasad lain sekiranya jika daya lekatan melebihi daya lekitan.

(iv)Tindakan kapilari: Cecair yang naik dalam sebatang tiub kapilari dan membentuk meniskus melengkung dinamakan sebagai tindakan kapilari.

(v)Eksperimen-Eksperimen untuk menunjukkan daya lekatan dan lekitan.

Eksperimen 1

Titiskan air dan merkuri di atas dua keping sisip kaca yang bersih dan perhatikan bentuknya.

Didapati air membasahi sisip kaca,manakala merkuri tidak.

Ini disebabkan daya lekakan antara molekul air dengan molekul kaca melebih daya lekitan antara molekul air dengan molekul air.

Disamping itu daya lekitan antara molekul merkuri dengan molekul merkuri melebih daya lekatan antara molekul merkuri dengan molekul kaca.

Eksperimen 2

Celupkan dua batang tiub kapilari berlainan diameter dalam bekas yang mengandungi air dan bekas yang mengandungi merkuri.

Didapati turus merkuri akan naik dan membentuk meniskus melengkung.Jika diameter lebih kecil digunakan kenaikan air menjadi lebih tinggi.

Ini disebabkan wujudnya daya tindakan kapilari kerana daya lekatan antara molekul air dan molekul kaca melebihi daya lekatan antara molekul air dengan molekul air.

Aras air akan naik sehingga daya tegangan permukaan sama dengan berat turus air.

Turus merkuri didapati turun di dalam tiub kapilari dan jika diameter lebih kecil digunakan lagi bertambah penurunan paras merkuri dalam tiub kapilari.

Ini disebabkan daya lekitan antara molekul merkuri dengan molekul merkuri melebihi daya lekatan antara molekul merkuri dengan molekul kaca.

Aras aimerkuri akan turun sehingga daya tegangan permukaan sama dengan berat turus merkuri.

TUTORIAL 5

1 Manakah antara pemerhatian-pemerhatian berikut tidak berkaitan dengan tegangan permukan cecair?

A pisau cukur keluli terapung di atas permukaan air

B minyak terapung di atas permukaan air

C titisan air daripada paip berbentuk sfera

D serangga berehat di atas permukaan air

2 Yang manakah berikut menyebabkan tegangan permukaan cecair?

A Daya lekitan yang kuat

B Daya lekatan yang kuat

C Daya kelikatan yang kuat

D Daya julangan yang kuat menyokong permukaan cecair

3 Di antara rajah-rajah berikut yang manakah menunjukkan titisan air yang keluar daripada paip apabila dibuka secara perlahan?

4 Rajah menunjukan suatu selaput sabun dalam sebuah corong turas.Apakah yang akan berlaku pada selaput sabun itu?

A selaput sabun pegun

B selaput sabun bergerak ke arah P

C selaput sabun bergerak ke arah Q

D selaput sabun bergerak ke arah P dan

kemudian ke arah Q

5 Sedikit serbuk likopodium ditaburkan di atas permukan air di dalam satu piring petri yang bersih.Apabila setitik sprit metil diletakkan di tengah permukaan air ,serbuk likopodium

A bergerak ke tengah piring petri

B bergerak ke tepi piring petri

C akan tenggelam

D pegun

6 Di antara faktor-faktor berikut mempengaruhi ketegangan permukaan cecair kecuali

A suhu cecair

B jenis cecair

C isipadu cecair

D bahan yang dimasukkan di dalam cecair

7 Sebuah perahu polisterina boleh belayar dengan mengikatkannya sekeping sabun yang kecil di belakangnya.Kejadian ini boleh diterangkan dengan

A tekanan cecair

B ketumpatan cecair C daya apungan cecair

D tegangan permukaan cecair

8 Apabila setitis merkuri dijatuhkan dalam

sebuah bikar yang mengandungi air,merkuri itu akan

A larut di dalam air

B timbul di permukan air dan berbentuk sfera

C tenggelam di dalam air dan berbentuk

sfera

D berpecah dan tersebar ke seluruh bahagian air

9 Di antara kejadian-kejadian yang berikut yang manakah disebabkan oleh daya tindakan kapilari?

A air yang naik melalui akar tumbuh-tumbuhan

B gelembong udara yang naik ke permukaan air

C air yang naik melalui penyedut minuman

10 Titisan air hujan tidak membasahi baju hujan kerana

A daya lekatan antara molekul air hujan dengan molekul baju hujan lebih kuat daripada daya lekitan antara molekul air hujan dengan molekul air hujan

B daya lekatan antara molekul air hujan dengan molekul baju hujan lebih lemah daripada daya lekitan antara molekul air hujan dengan molekul air hujan

C daya lekatan antara molekul air hujan dengan molekul air hujan lebih kuat daripada daya lekitan antara molekul air hujan dengan molekul baju hujan

D daya lekatan antara molekul air hujan dengan molekul air hujan lebih lemah daripada daya lekitan antara molekul air hujan dengan molekul baju hujan

9 Di antara rajah-rajah berikut yang manakah adalah benar mengenai tiub kapilari yang direndamkan dalam cecair?

11 Rajah di atas menunjukkan sebuah bingkai dawai yang diikat dengan benang yang panjang dan kendur.Bingkai itu kemudiannya dicelupkan dalam larutan sabun dan selaput sabun kemudiannya terlekat pada bingkai dawai apabila bingkai dawai itu diangkat daripada larutan sabun.

(a) Jika kawasan W dan X dipecahkan selaput sabunnya,lukis bentuk benang yang akan terhasil pada rajah di bawah.

(b) Terangkan mengapa benang menjadi bentuk seperti yang anda lukiskan pada rajah di atas.

…………………………………………………

....................................................................

(c) Nyatakan dua kaedah untuk mengurangkan kesan yang anda nyatakan pada (b) di atas.

…………………………………………………

…………………………………………………

(d) Rajah menunjukkan dua batang tiub kapilari yang berlainan diameter direndamkan ke dalam air dalam sebuah bikar.

(i) Tandakan paras air yang akan memasukki kedua-dua tiub kapilari tersebut.

(ii) Nyatakan fenomena yang berlaku dan jelaskan jawapan anda.

…………………………………………………

…………………………………………………

12 (a) Berdasarkan teori kinetik jirim

terangkan mengapa permukaan cecair dianggap sebagai kulit yang kenyal.

(b) Huraikan suatu eksperimen untuk menunjukkan sifat tegangan permukaan cecair dan seterusnya menentukan faktor-faktor yang mempengaruhinya.

(c) Jelaskan perkara-perkara berikut:-

(i) Air hujan tidak membasahi baju

hujan.

(ii) Larva nyamuk boleh dihapuskan dengan memasukkan ubat jentik-jentik ke dalam air.