Номер 3, страница 271 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Синяков

Глава 7. Поверхностное натяжение в жидкостях. Параграф 7.8. Примеры решения задач. Упражнение 6 - номер 3, страница 271.

Условие.

3. Каким образом, используя явления смачивания и несмачивания, можно осуществить минимальный и максимальный термометры?

Решение.

Явления смачивания и несмачивания являются ключевыми для создания специальных термометров, фиксирующих экстремальные значения температуры – максимальное и минимальное.

Максимальный термометр

Для создания максимального термометра используется явление несмачивания. В качестве рабочего тела в таких термометрах, как правило, используется ртуть, которая не смачивает стекло. Капиллярная трубка термометра имеет специальное сужение. При нагревании ртуть расширяется и под давлением проходит через это сужение. Когда температура начинает падать, силы сцепления между молекулами ртути (когезионные силы) оказываются значительно больше сил прилипания к стенкам стеклянного капилляра (адгезионных сил). Из-за этого при охлаждении столбик ртути разрывается в месте сужения. Часть ртути, находящаяся над сужением, остается на месте и показывает максимальную температуру, достигнутую за период измерения. Для сброса показаний такой термометр необходимо встряхнуть.

Ответ: Максимальный термометр создается с использованием несмачивающей жидкости (ртути) и сужения в капилляре; благодаря несмачиванию, при охлаждении столбик жидкости разрывается, фиксируя максимальную температуру.

Минимальный термометр

Для создания минимального термометра используется явление смачивания. В качестве рабочего тела обычно применяют подкрашенный спирт, который хорошо смачивает стекло. Внутрь капилляра со спиртом помещается легкий стеклянный или эмалевый штифт-индикатор. При понижении температуры спирт сжимается, и его вогнутый мениск, благодаря силам поверхностного натяжения и хорошему смачиванию, увлекает за собой штифт-индикатор. При последующем повышении температуры спирт расширяется и свободно обтекает индикатор, оставляя его на месте, которое соответствует самой низкой достигнутой температуре. Таким образом, край индикатора, наиболее удаленный от резервуара, показывает минимальную температуру за период наблюдения.

Ответ: Минимальный термометр создается с использованием смачивающей жидкости (спирта) и легкого индикатора внутри капилляра; благодаря смачиванию, при охлаждении поверхностное натяжение жидкости перемещает индикатор, который фиксирует минимальную температуру.