Задание 9, страница 37 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Упражнение 4. § 11. Взаимное притяжение и отталкивание молекул. Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества - страница 37.

Задание 9. Возьмите две небольшие прямоугольные стеклянные пластины. Вымойте их и хорошо вытрите. Плотно прижмите пластины друг к другу. Разъедините их. Выполняйте все действия аккуратно, чтобы не сломать пластины и не пораниться.

Теперь проделайте тот же опыт с влажными пластинами. В каком случае разъединить пластины было легче? Почему?

Решение

Разъединить пластины было значительно легче, когда они были сухими. Это объясняется разницей в силах, действующих между пластинами в каждом из двух случаев.

В первом опыте, с сухими и чистыми стеклянными пластинами, при их сжатии действуют силы межмолекулярного притяжения. Однако поверхности обычных стекол не являются идеально гладкими, они имеют микроскопические неровности. Из-за этого пластины соприкасаются не по всей площади, а лишь в отдельных точках. В результате общая площадь реального контакта очень мала, и суммарная сила притяжения оказывается незначительной. Поэтому разделить сухие пластины можно без большого усилия.

Во втором опыте, с влажными пластинами, между ними образуется тонкая пленка воды. В этом случае возникает несколько эффектов, которые сильно увеличивают силу сцепления. Во-первых, действуют силы адгезии (притяжение между молекулами воды и стекла). Во-вторых, и это главный фактор, проявляется поверхностное натяжение воды. Жидкая пленка стремится сократить свою поверхность, что создает силы, стягивающие пластины друг к другу. Кроме того, у краев пластин вода образует вогнутые мениски, из-за чего давление жидкости в зазоре между пластинами становится ниже атмосферного давления снаружи. Эта разница давлений, умноженная на площадь пластин, создает значительную прижимающую силу. Чтобы разъединить влажные пластины, необходимо преодолеть эту силу, что требует гораздо большего усилия.

Ответ: Легче было разъединить сухие пластины. Причина в том, что между влажными пластинами возникает дополнительная, очень значительная сила притяжения, обусловленная поверхностным натяжением слоя воды и разницей между атмосферным давлением и пониженным давлением внутри этого слоя. Эта сила намного превосходит слабые силы межмолекулярного взаимодействия между сухими стеклянными поверхностями.