Номер 1, страница 162 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

1. Чем объясняются явления смачивания и несмачивания?

1. Чем объясняются явления смачивания и несмачивания?

Решение

Явления смачивания и несмачивания определяются соотношением сил межмолекулярного взаимодействия, действующих на границе трех сред: твердого тела, жидкости и газа. Основную роль играют два типа сил:
1. Силы когезии (сцепления) – это силы притяжения между молекулами одного и того же вещества. В данном случае это силы, действующие между молекулами жидкости. Они стремятся сжать жидкость в объем с минимальной площадью поверхности, например, в сферическую каплю.
2. Силы адгезии (прилипания) – это силы притяжения между молекулами разных веществ. В данном контексте это силы, действующие между молекулами жидкости и молекулами поверхности твердого тела.

Исход этих явлений зависит от того, какие из этих сил преобладают.

Смачивание наблюдается, когда силы адгезии (притяжение жидкости к поверхности) оказываются больше сил когезии (взаимное притяжение молекул жидкости). В этом случае жидкость стремится увеличить площадь контакта с поверхностью, то есть растекается по ней.
Математически условие смачивания можно выразить как:
$F_{адгезии} > F_{когезии}$
Количественной мерой смачивания является краевой угол $\theta$, который образуется между поверхностью твердого тела и касательной к поверхности жидкости в точке их контакта. В случае смачивания краевой угол является острым: $0^\circ \le \theta < 90^\circ$. При полном смачивании, когда жидкость образует тонкую пленку, угол стремится к нулю ($\theta \approx 0^\circ$). Примеры: вода на чистом стекле, спирт на дереве.

Несмачивание происходит, когда силы когезии (внутреннее сцепление в жидкости) преобладают над силами адгезии (притяжение к твердой поверхности). Жидкость в этом случае стремится сократить площадь своего контакта с поверхностью и собирается в капли, форма которых близка к сферической.
Математически условие несмачивания выражается как:
$F_{когезии} > F_{адгезии}$
При несмачивании краевой угол $\theta$ является тупым: $\theta > 90^\circ$. Чем сильнее несмачивание, тем ближе угол к $180^\circ$. Примеры: вода на жирной или восковой поверхности (например, на листе лотоса), капли ртути на стекле.

Таким образом, результат взаимодействия (смачивание или несмачивание) зависит от физических и химических свойств конкретной пары "жидкость – твердое тело".

Ответ:
Явления смачивания и несмачивания объясняются соотношением между силами притяжения молекул жидкости друг к другу (силы когезии) и силами притяжения молекул жидкости к молекулам поверхности твердого тела (силы адгезии). Если силы адгезии сильнее сил когезии, происходит смачивание. Если силы когезии преобладают над силами адгезии, наблюдается несмачивание.