Номер 7, страница 256 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Образцы заданий ЕГЭ. Параграф 77. Примеры решения задач по теме «Свойства жидкости». Глава 12. Жидкости и твердые тела - номер 7, страница 256.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Решение

Форма поверхности жидкости, называемая мениском, в узкой трубке (капилляре) определяется соотношением сил молекулярного взаимодействия двух видов:

• Силы сцепления (когезии) — силы притяжения между молекулами самой жидкости. Эти силы создают поверхностное натяжение, которое стремится сократить площадь свободной поверхности до минимума.
• Силы прилипания (адгезии) — силы притяжения между молекулами жидкости и молекулами материала стенок капилляра.

Вогнутый мениск образуется в том случае, когда жидкость смачивает стенки капилляра. Смачивание происходит, когда силы прилипания (адгезии) оказываются сильнее сил сцепления (когезии). В результате жидкость как бы "цепляется" за стенки и подтягивается вверх вдоль них.

Однако, одного только явления смачивания недостаточно для объяснения формы мениска. Именно силы поверхностного натяжения, действуя на поднятую у краев жидкость, стремятся минимизировать ее поверхностную энергию (и площадь), "сглаживая" поверхность и придавая ей характерную вогнутую форму. Если бы не было поверхностного натяжения, жидкость просто поднялась бы тонким слоем у самых стенок, а остальная поверхность осталась бы плоской.

Проанализируем предложенные варианты:

1) явлением поверхностного натяжения

Этот ответ неполный. Поверхностное натяжение отвечает за сам факт существования изогнутой поверхности, но не определяет ее направление (вогнутая или выпуклая). Направление изгиба зависит от того, смачивает жидкость стенки или нет.

2) явлением смачивания или несмачивания поверхности капилляра жидкостью

Этот ответ также неполон. Явление смачивания объясняет, почему жидкость поднимается у стенок, но не объясняет, почему вся поверхность искривляется, а не только ее края. За формирование гладкой кривой отвечает поверхностное натяжение.

3) стремлением жидкости принять форму капли

Стремление принять форму капли (сферы) — это проявление сил поверхностного натяжения в свободном состоянии. Этот вариант не учитывает ключевого взаимодействия жидкости со стенками капилляра.

4) явлением смачивания и поверхностного натяжения

Это самый полный и точный ответ. Вогнутый мениск — это результат совместного действия двух явлений: смачивание заставляет жидкость подниматься по стенкам, а поверхностное натяжение придает всей поверхности энергетически выгодную гладкую вогнутую форму.

Ответ: 4