Номер 2, страница 29, часть 2 - гдз по физике 7 класс учебник Белага, Воронцова

Часть 2. Глава 5. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов. Параграф 51. Сообщающиеся сосуды. Повторим изученное - номер 2, страница 29.

Условие.

• Что такое свободная поверхность жидкости?

Решение.

Свободная поверхность жидкости — это поверхность, разделяющая жидкость и находящийся над ней газ (например, воздух) или вакуум. Иными словами, это та часть поверхности, которая не соприкасается со стенками сосуда, в котором находится жидкость.

Ключевой особенностью свободной поверхности является то, что в поле силы тяжести и в состоянии покоя она всегда располагается горизонтально. Это объясняется тем, что все точки на такой поверхности должны иметь одинаковую потенциальную энергию. Если бы на поверхности были неровности, жидкость бы перетекала из более высоких областей в более низкие до тех пор, пока поверхность не стала бы полностью горизонтальной (эквипотенциальной).

Другим важным свойством свободной поверхности является наличие поверхностного натяжения. Молекулы в поверхностном слое испытывают притяжение со стороны молекул, находящихся глубже в жидкости, которое не скомпенсировано притяжением со стороны газовой фазы. Это создает результирующую силу, направленную внутрь жидкости. Вследствие этого поверхность стремится сократить свою площадь до минимума и ведет себя как натянутая упругая пленка. Именно благодаря поверхностному натяжению маленькие капли жидкости в невесомости принимают сферическую форму, так как сфера имеет наименьшую площадь поверхности при заданном объеме.

Вблизи стенок сосуда форма свободной поверхности может искажаться из-за явлений смачивания или несмачивания, образуя так называемый мениск (вогнутый или выпуклый).

Ответ: Свободная поверхность жидкости — это граница раздела между жидкостью и газом (или вакуумом), которая в поле тяжести в состоянии равновесия принимает горизонтальное положение и обладает свойством поверхностного натяжения.