Номер 1, страница 199 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 59. Силы взаимодействия молекул. Строение газообразных, жидких и твёрдых тел. Глава 8. Основы молекулярно-кинетической теории - номер 1, страница 199.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Это явление объясняется действием межмолекулярных сил и различными физическими свойствами свинца и мела.

Почему слипаются свинцовые бруски

Слипание двух тщательно отполированных и очищенных свинцовых брусков — это проявление сил межмолекулярного (в данном случае, межатомного) притяжения. Эти силы действуют между всеми молекулами и атомами, но они являются короткодействующими, то есть становятся значительными только на расстояниях, сравнимых с размерами самих атомов (порядка $10^{-10}$ м).

Чтобы два макроскопических тела, как бруски, слиплись, необходимо, чтобы большое количество атомов с их поверхностей сблизилось на такое расстояние. Это возможно при соблюдении следующих условий:

1. Чистота поверхностей: На срезах не должно быть оксидной пленки, пыли, жира и других загрязнений, которые создают барьер между атомами свинца.
2. Гладкость поверхностей: Гладкие поверхности могут соприкоснуться по гораздо большей площади, чем шероховатые, у которых контакт происходит лишь на вершинах отдельных неровностей.
3. Пластичность свинца: Свинец — мягкий и пластичный металл. Когда бруски прижимают друг к другу, оставшиеся микронеровности на их поверхности сминаются (пластически деформируются). Это резко увеличивает реальную площадь контакта, и огромное число атомов сближается на расстояние действия сил притяжения. Возникает прочная связь, схожая с холодной сваркой.

Ответ: Два свинцовых бруска слипаются из-за действия сил межатомного притяжения. Благодаря гладким, чистым поверхностям и пластичности свинца при сжатии достигается большая площадь фактического контакта, что делает эти силы достаточно мощными для удержания брусков вместе.

Почему не слипаются кусочки мела

Кусочки мела (состоящего в основном из карбоната кальция, $CaCO_3$) не слипаются, даже если их сильно прижимать друг к другу, по противоположным причинам:

1. Хрупкость мела: Мел — хрупкий материал. При сжатии выступы на его поверхности не сминаются, как у свинца, а ломаются и крошатся. Увеличения площади плотного контакта не происходит.
2. Шероховатость и пористость: Поверхность излома мела, даже если кажется ровной, на микроуровне очень шероховатая и пористая. Из-за этого при соприкосновении двух кусочков реальный контакт происходит лишь в очень немногих точках.

В результате общая площадь, на которой молекулы двух кусочков мела сближаются на расстояние действия сил притяжения, ничтожно мала. Соответственно, и суммарная сила притяжения оказывается слишком слабой, чтобы преодолеть даже вес самих кусочков.

Ответ: Кусочки мела не слипаются, так как мел является хрупким и пористым материалом. Невозможно создать достаточно большую и гладкую площадь контакта, чтобы силы межмолекулярного притяжения стали ощутимыми и смогли удержать кусочки вместе.