Номер 6, страница 71 - гдз по физике 7 класс учебник Кронгарт, Даданбеков

6. Почему масло плавает на поверхности воды?

6. Решение

Масло плавает на поверхности воды из-за сочетания двух основных физико-химических свойств: разницы в плотности и несмешиваемости жидкостей.

1. Разница в плотности. Плотность — это физическая величина, которая определяется как масса вещества в единице его объема ($ \rho = \frac{m}{V} $). Условием плавания одного вещества на поверхности другого (при их несмешиваемости) является то, что плотность верхнего слоя должна быть меньше плотности нижнего.

Плотность пресной воды ($\rho_{воды}$) при нормальных условиях составляет примерно $1000 \text{ кг/м}^3$. Плотность большинства масел ($\rho_{масла}$), как растительных, так и минеральных, значительно ниже этого значения, обычно в пределах $800 - 950 \text{ кг/м}^3$. Таким образом, выполняется неравенство:

$ \rho_{масла} < \rho_{воды} $

Согласно закону Архимеда, на тело, погруженное в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу вытесненной жидкости. Поскольку масло менее плотное, чем вода, сила, выталкивающая его из воды, оказывается больше его собственной силы тяжести. В результате масло всплывает, пока не достигнет положения равновесия на поверхности.

2. Несмешиваемость. Масло и вода не смешиваются, образуя чёткую границу раздела. Это объясняется различиями в молекулярной структуре. Молекулы воды являются полярными (имеют разделенные положительный и отрицательный электрические заряды), что заставляет их сильно притягиваться друг к другу. Молекулы масла, напротив, неполярны. Из-за этого силы притяжения между молекулами воды друг к другу гораздо сильнее, чем силы притяжения между молекулами воды и масла. В результате молекулы воды "вытесняют" молекулы масла, не позволяя им раствориться, и жидкости расслаиваются.

Именно сочетание этих двух факторов — меньшей плотности и несмешиваемости — приводит к тому, что масло не тонет и не растворяется, а формирует слой на поверхности воды.

Ответ: Масло плавает на поверхности воды, потому что его плотность меньше плотности воды, и эти две жидкости не смешиваются между собой из-за различий в молекулярном строении.