Номер 2, страница 247 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 7. Поверхностное натяжение в жидкостях. Параграф 7.2. Молекулярная картина поверхностного слоя - номер 2, страница 247.

Условие.

2. Каким образом возникают поверхностные силы?

3. Почему поверхность жидкости стремится

Решение.

2. Каким образом возникают поверхностные силы?

Поверхностные силы, проявляющиеся в виде поверхностного натяжения, возникают из-за разницы в силах межмолекулярного взаимодействия для молекул, находящихся в объеме жидкости и на ее поверхности.

Молекула, расположенная внутри жидкости, со всех сторон окружена другими такими же молекулами. Силы притяжения, действующие на нее со стороны соседних молекул, в среднем уравновешивают друг друга, и их равнодействующая равна нулю.

Молекула, находящаяся на поверхности, испытывает иную ситуацию. Со стороны объема жидкости на нее действуют силы притяжения от других молекул жидкости, а со стороны газа (или вакуума) над поверхностью эти силы либо отсутствуют, либо очень малы. В результате возникает результирующая сила, направленная внутрь жидкости, перпендикулярно ее поверхности. Эта сила стремится "втянуть" молекулы с поверхности вглубь.

Из-за этого "втягивания" молекулы в поверхностном слое обладают избыточной потенциальной энергией по сравнению с молекулами в объеме. Любая физическая система стремится к состоянию с минимальной потенциальной энергией. Для жидкости это означает стремление к уменьшению числа молекул на поверхности, то есть к сокращению площади своей поверхности. Именно это стремление жидкости сократить свою поверхность до минимума и проявляется как действие сил поверхностного натяжения, которые направлены по касательной к поверхности жидкости.

Ответ: Поверхностные силы возникают вследствие нескомпенсированного межмолекулярного притяжения, действующего на молекулы в поверхностном слое жидкости. Это притяжение направлено внутрь жидкости и заставляет ее поверхность стремиться к сокращению, что проявляется как сила поверхностного натяжения.