Номер 3, страница 108 - гдз по физике 10 класс учебник Казахбаева, Кронгарт

3. Каков физический смысл коэффициента поверхностного натяжения?

3. Каков физический смысл коэффициента поверхностного натяжения?

Коэффициент поверхностного натяжения (обозначается греческой буквой $\sigma$) — это физическая величина, которая является энергетической характеристикой поверхности раздела фаз и определяет силу, стремящуюся сократить площадь этой поверхности. Физический смысл коэффициента поверхностного натяжения можно рассматривать с двух точек зрения: силовой и энергетической.

1. С силовой точки зрения: коэффициент поверхностного натяжения численно равен силе, действующей на единицу длины контура, который ограничивает поверхность жидкости. Эта сила ($F$) направлена по касательной к поверхности жидкости и перпендикулярно к участку контура длиной $L$.

$\sigma = \frac{F}{L}$

Таким образом, $\sigma$ — это сила на единицу длины. Единица измерения в СИ — ньютон на метр (Н/м).

2. С энергетической точки зрения: коэффициент поверхностного натяжения численно равен работе ($A$) или изменению поверхностной энергии ($\Delta E_p$), необходимой для создания новой единицы площади ($\Delta S$) поверхности жидкости при постоянной температуре.

$\sigma = \frac{A}{\Delta S} = \frac{\Delta E_p}{\Delta S}$

С этой точки зрения, $\sigma$ — это поверхностная энергия на единицу площади. Единица измерения в СИ — джоуль на квадратный метр (Дж/м²). Эти единицы эквивалентны, так как $1 \frac{Дж}{м^2} = 1 \frac{Н \cdot м}{м^2} = 1 \frac{Н}{м}$.

Ответ: Коэффициент поверхностного натяжения — это физическая величина, численно равная либо силе поверхностного натяжения, действующей на единицу длины контура поверхности, либо работе, затраченной на увеличение площади поверхности на единицу.