Номер 3, страница 83 - гдз по физике 10 класс учебник Закирова, Аширов

3. Какими свойствами обладают силы молекулярного взаимодействия?

3. Решение

Силы молекулярного взаимодействия, также известные как межмолекулярные силы, — это силы, которые действуют между молекулами (или атомами) вещества. Они определяют многие физические свойства, такие как агрегатное состояние, температура кипения, поверхностное натяжение и т.д. Эти силы обладают рядом характерных свойств.

1. Электромагнитная природа. Межмолекулярные силы являются проявлением электромагнитных взаимодействий. Они возникают из-за взаимодействия между электрически заряженными частицами, входящими в состав молекул: положительно заряженными ядрами и отрицательно заряженными электронами. Это не какой-то новый, отдельный вид сил.

2. Двойственный характер: наличие притяжения и отталкивания. Силы молекулярного взаимодействия не являются силами только притяжения или только отталкивания. Их характер зависит от расстояния $r$ между центрами молекул:
- На больших расстояниях (в несколько раз превышающих размеры молекул) преобладают силы притяжения. Именно эти силы заставляют газ при достаточном охлаждении и сжатии переходить в жидкость, а жидкость — в твердое тело.
- При сближении молекул на очень малые расстояния (меньше размеров самих молекул), когда их электронные оболочки начинают перекрываться, начинают преобладать силы отталкивания. Эти силы очень быстро возрастают с уменьшением расстояния и не дают молекулам "слиться" друг с другом. Благодаря им жидкости и твердые тела обладают свойством малой сжимаемости.
- Существует такое расстояние $r_0$, называемое равновесным, на котором силы притяжения и отталкивания уравновешивают друг друга. При таком расстоянии суммарная сила взаимодействия равна нулю. Молекулы в твердом теле колеблются около этого положения равновесия.

3. Короткодействующий характер. Молекулярные силы являются короткодействующими. Это означает, что они становятся заметными только на расстояниях, сопоставимых с размерами самих молекул (порядка $10^{-10}$ - $10^{-9}$ м), и очень быстро ослабевают с увеличением расстояния. Например, силы притяжения убывают с расстоянием пропорционально $1/r^7$, а силы отталкивания еще быстрее, примерно как $1/r^{13}$. Поэтому при анализе свойств вещества обычно учитывают взаимодействие каждой молекулы только с ее ближайшими соседями.

4. Зависимость от типа молекул и их ориентации. Величина и характер межмолекулярных сил зависят от строения и химической природы самих молекул. Например, взаимодействие между полярными молекулами (имеющими постоянный дипольный момент) отличается от взаимодействия между неполярными молекулами. Также силы могут зависеть от взаимной ориентации молекул в пространстве.

Ответ:

Силы молекулярного взаимодействия обладают следующими основными свойствами:
1. Имеют электромагнитную природу.
2. Проявляются одновременно как силы притяжения (на больших расстояниях) и силы отталкивания (на малых расстояниях).
3. Являются короткодействующими – их действие проявляется только на расстояниях, сопоставимых с размерами молекул.
4. Зависят от типа, строения и взаимной ориентации взаимодействующих молекул.