Номер 2, страница 14 - гдз по физике 7 класс тетрадь-тренажёр Артеменков, Белага

II. Строение вещества. Выполняем тест - номер 2, страница 14.

Условие.

2. Если положить мел на мокрую губку, то он намокнет. Если же сухую губку положить на мокрый мел, то она останется сухой, потому что:

1) у мела капилляры меньше, чем у губки

2) молекулы воды в губке обладают большей подвижностью, чем молекулы воды в мокром меле

3) когда мел находится на губке, то расстояния между молекулами мела и воды становятся меньше и мел намокает

Решение.

Решение

Рассматриваемое явление связано с капиллярностью. И губка, и мел — это пористые тела, пронизанные сетью тончайших каналов — капилляров. Жидкость поднимается по капиллярам благодаря силам поверхностного натяжения. Высота подъёма жидкости $\text{h}$ в капилляре радиусом $\text{r}$ описывается законом Жюрена:

$h = \frac{2\sigma\cos\theta}{\rho g r}$

где $\sigma$ — коэффициент поверхностного натяжения жидкости, $\theta$ — краевой угол смачивания, $\rho$ — плотность жидкости, $\text{g}$ — ускорение свободного падения.

Из этой формулы следует, что высота подъёма жидкости обратно пропорциональна радиусу капилляра ($h \propto 1/r$). Это значит, что чем тоньше капилляр, тем сильнее в нём проявляются капиллярные эффекты и тем выше поднимается жидкость. Сила, втягивающая жидкость в капилляр, тем больше, чем меньше его радиус.

Когда мел кладут на мокрую губку, вода перетекает из губки в мел. Это означает, что капиллярные силы в меле превосходят капиллярные силы в губке. Следовательно, радиус капилляров в меле меньше, чем радиус пор в губке.

Соответственно, если положить сухую губку на мокрый мел, вода останется в меле. Более сильные капиллярные силы в узких порах мела будут удерживать воду, не позволяя ей перейти в более широкие поры губки.

Рассмотрим предложенные варианты:

1. у мела капилляры меньше, чем у губки
Это утверждение верно и является основной причиной наблюдаемого явления. Именно разница в размерах капилляров определяет направление движения воды из более широких капилляров в более узкие.

2. молекулы воды в губке обладают большей подвижностью, чем молекулы воды в мокром меле
Это утверждение является следствием, а не причиной. В более узких капиллярах мела вода удерживается сильнее, поэтому её молекулы менее подвижны, но это результат разницы в размерах капилляров.

3. когда мел находится на губке, то расстояния между молекулами мела и воды становятся меньше и мел намокает
Это описание явления смачивания, которое является необходимым условием для капиллярного всасывания, но оно не объясняет асимметрию процесса (почему вода течёт от губки к мелу, а не наоборот).

Ответ: 1