Номер 4, страница 162 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

4. В чём заключаются капиллярные явления?

3. Что такое капилляр?

Капилляр (от латинского слова capillaris — волосяной) — это очень тонкая трубка, внутренний канал которой имеет диаметр от долей миллиметра до нескольких миллиметров. Название связано с тем, что такие трубки по тонкости сравнимы с человеческим волосом. Капилляры могут быть как искусственными (например, стеклянные трубки в лабораториях), так и естественными (например, поры в почве, древесине или кровеносные сосуды).

Ответ: Капилляр — это трубка с очень узким внутренним каналом.

4. В чём заключаются капиллярные явления?

Капиллярные явления (или капиллярность) — это явления подъема или опускания жидкости в узких трубках (капиллярах), пористых телах или тонких зазорах. Эти явления вызваны двумя основными факторами: поверхностным натяжением жидкости и её способностью смачивать или не смачивать поверхность твердого тела.

Если жидкость смачивает стенки капилляра (например, вода в стеклянной трубке), силы притяжения между молекулами жидкости и стенками оказываются сильнее, чем между молекулами самой жидкости. В результате жидкость "подтягивается" вверх по стенкам, её поверхность (мениск) становится вогнутой, а уровень в капилляре поднимается выше уровня в широком сосуде.

Если жидкость не смачивает стенки (например, ртуть в стеклянной трубке), силы притяжения между молекулами жидкости преобладают. Поверхность жидкости становится выпуклой, и уровень в капилляре опускается ниже, чем в окружающем сосуде.

Высота подъема или опускания жидкости обратно пропорциональна радиусу капилляра: чем тоньше капилляр, тем выше поднимается смачивающая жидкость и тем ниже опускается несмачивающая. Высота подъема $\text{h}$ определяется формулой Жюрена: $h = \frac{2\sigma \cos\theta}{\rho g r}$, где $\sigma$ — коэффициент поверхностного натяжения, $\theta$ — краевой угол смачивания, $\rho$ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения, а $\text{r}$ — радиус капилляра.

Ответ: Капиллярные явления заключаются в изменении уровня жидкости в узких каналах (капиллярах) по сравнению с уровнем в широком сосуде, что обусловлено силами поверхностного натяжения и взаимодействием жидкости с поверхностью канала (смачиванием или несмачиванием).

5. Весной землю пашут и боронуют. Объясните, почему это способствует сохранению влаги в почве.

Почва имеет пористую структуру, состоящую из множества мельчайших каналов, которые действуют как система капилляров. После таяния снега и весенних дождей почва насыщается влагой. Благодаря капиллярным явлениям, эта влага начинает подниматься из глубоких слоев почвы к поверхности.

Достигнув поверхности, влага интенсивно испаряется под воздействием солнечного тепла и ветра. Если не предпринимать никаких мер, почва быстро теряет запасы влаги, что пагубно сказывается на будущих посевах.

Процесс вспашки и боронования разрушает эту капиллярную сеть в верхнем слое почвы. Уплотненные после зимы каналы разрыхляются, и на поверхности создается рыхлый, комковатый слой земли. Этот слой, в отличие от уплотненной почвы, имеет очень плохую капиллярную проводимость. Он действует как своего рода "одеяло" или мульча, которое прерывает путь для подъема воды. В результате, подъем влаги к поверхности резко замедляется, и испарение значительно сокращается. Таким образом, влага консервируется в более глубоких, корнеобитаемых слоях почвы, где она будет доступна для растений в течение вегетационного периода. Этот агроприем называют "закрытием влаги".

Ответ: Вспашка и боронование разрушают капилляры в верхнем слое почвы, что прерывает подъем влаги из глубины к поверхности и тем самым уменьшает её испарение, способствуя сохранению в почве.