Номер 7.80, страница 44 - гдз по физике 8 класс задачник Генденштейн, Кирик

Тепловые явления. 7. Испарение, конденсация, кипение - номер 7.80, страница 44.

Условие.

7.80. Капелька воды на полу высыхает за считаные минуты. А вот капелька ртути, закатившись в щель, может лежать там годами. Какими свойствами ртути это объясняется?

Решение.

Решение

Столь разительное отличие в поведении капель воды и ртути объясняется совокупностью их физических свойств, главными из которых являются скорость испарения (летучесть) и поверхностное натяжение.

Во-первых, ртуть обладает чрезвычайно низкой скоростью испарения по сравнению с водой. Это связано с очень сильными металлическими связями между атомами ртути. Чтобы покинуть поверхность жидкости, атому ртути требуется преодолеть мощные силы притяжения, что требует большой энергии. В результате давление насыщенного пара ртути при комнатной температуре ничтожно мало. У воды же межмолекулярные силы (водородные связи) значительно слабее, поэтому она испаряется быстро.

Во-вторых, у ртути очень большое поверхностное натяжение. Силы сцепления между атомами самой ртути (силы когезии) намного больше сил их прилипания к поверхности пола (силы адгезии). Из-за этого ртуть не смачивает поверхность, а собирается в компактные капли, близкие по форме к шару. Такая форма имеет минимальную площадь поверхности при заданном объеме. Поскольку испарение происходит с поверхности жидкости, минимальная площадь поверхности дополнительно замедляет и без того медленный процесс испарения.

Капля воды, напротив, хорошо смачивает поверхность пола, растекаясь по ней тонким слоем. Это приводит к резкому увеличению площади испарения, что в сочетании с высокой летучестью воды и обеспечивает её быстрое высыхание.

Таким образом, капля ртути, закатившись в щель, сохраняет свою компактную форму с минимальной поверхностью и испаряется крайне медленно, что позволяет ей лежать там годами.

Ответ: Долгое существование капли ртути объясняется её свойствами: 1) крайне низкой скоростью испарения (очень низкой летучестью) из-за сильных сил притяжения между её атомами; 2) очень высоким поверхностным натяжением, из-за которого ртуть не растекается, а собирается в шарообразные капли, имеющие минимальную площадь поверхности для испарения.