Номер 2, страница 362 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Вопросы. Параграф 66. Поверхностное натяжение. Глава 9. Агрегатные состояния вещества. Фазовые переходы. Молекулярная физика и термодинамика - номер 2, страница 362.

Условие.

2. Что называют:

а) силой поверхностного натяжения;

б) коэффициентом поверхностного натяжения жидкости?

Решение.

а) силой поверхностного натяжения

Силой поверхностного натяжения называют силу, которая действует тангенциально (по касательной) к поверхности жидкости и перпендикулярно к участку контура, ограничивающего эту поверхность. Эта сила стремится сократить площадь свободной поверхности жидкости до минимально возможной при данном объёме. Причиной возникновения этой силы является различие в межмолекулярном взаимодействии для молекул на поверхности и в объёме жидкости. Молекулы в поверхностном слое притягиваются молекулами внутри жидкости сильнее, чем молекулами газа или пара над поверхностью, что создает результирующую силу, направленную внутрь жидкости. Эта сила и заставляет поверхность жидкости вести себя как упругая, натянутая плёнка.

Величина силы поверхностного натяжения $F_σ$ прямо пропорциональна длине $l$ контура, ограничивающего поверхность:

$F_σ = σ \cdot l$

где $σ$ — это коэффициент поверхностного натяжения.

Ответ: Силой поверхностного натяжения называют силу, действующую вдоль поверхности жидкости перпендикулярно линии, ограничивающей эту поверхность, и направленную в сторону сокращения этой поверхности.

б) коэффициентом поверхностного натяжения жидкости

Коэффициент поверхностного натяжения — это физическая величина, которая является количественной характеристикой поверхностного натяжения и зависит от природы жидкости, температуры и среды, с которой она граничит. Он определяется как отношение модуля силы поверхностного натяжения к длине контура, на который эта сила действует.

Численно коэффициент поверхностного натяжения равен силе, действующей на единицу длины границы свободной поверхности жидкости:

$σ = \frac{F_σ}{l}$

где $F_σ$ — сила поверхностного натяжения, а $l$ — длина контура. В Международной системе единиц (СИ) он измеряется в ньютонах на метр (Н/м).

С энергетической точки зрения, коэффициент поверхностного натяжения равен работе, необходимой для увеличения площади поверхности жидкости на единицу при постоянной температуре: $σ = \frac{\Delta W}{\Delta S}$.

Ответ: Коэффициентом поверхностного натяжения жидкости называют физическую величину, равную отношению силы поверхностного натяжения, действующей на контур, ограничивающий поверхность, к длине этого контура.