Номер 4.21, страница 13 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 4. Взаимодействие молекул. Смачивание и капиллярность. Глава 1. Начальные сведения о физических понятиях - номер 4.21, страница 13.

4.21 [73] Почему для разделения листов бумаги, смоченных водой, требуется значительно большее усилие, чем при перелистывании сухих страниц книги?

4.21 Это явление объясняется действием сил межмолекулярного взаимодействия и поверхностного натяжения воды.

Когда листы бумаги сухие, между ними находится воздух. Силы притяжения между молекулами бумаги на соседних листах очень слабы, так как они находятся на относительно большом расстоянии друг от друга из-за шероховатости поверхности. Поэтому для их разделения требуется лишь небольшое усилие, чтобы преодолеть их вес и незначительное трение.

Когда между листами бумаги попадает вода, ситуация кардинально меняется. Вода смачивает бумагу, проникая в её пористую структуру и заполняя все неровности. Между листами образуется тонкая водяная пленка. Здесь начинают действовать два типа мощных сил:

1. Силы сцепления (когезии) — это силы притяжения между молекулами самой воды. Молекулы воды сильно притягиваются друг к другу, что и создает явление поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение стремится сократить площадь поверхности жидкости, что в данном случае приводит к стягиванию листов бумаги.
2. Силы прилипания (адгезии) — это силы притяжения между молекулами воды и молекулами целлюлозы, из которой состоит бумага. Эти силы заставляют воду "прилипать" к поверхности листов.

Совместное действие этих сил (когезии и адгезии) приводит к тому, что листы бумаги оказываются как бы "склеенными" тонким слоем воды. Чтобы их разделить, необходимо преодолеть эти значительные межмолекулярные силы, что требует гораздо большего усилия, чем при перелистывании сухих страниц.

Ответ: Для разделения смоченных водой листов бумаги требуется значительно большее усилие, так как между ними возникают сильные межмолекулярные силы притяжения: между молекулами воды (когезия) и между молекулами воды и бумаги (адгезия). Эти силы, проявляющиеся как поверхностное натяжение, "склеивают" листы вместе, в то время как между сухими листами действуют лишь очень слабые силы.