Номер 3.3, страница 9 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Ханнанова

Тепловые явления - номер 3.3, страница 9.

Условие.

Задание 3.3. Приведите примеры, когда явление смачивания различных поверхностей твёрдых тел водой или явление отсутствия смачивания являются крайне важными для выживания (или лучшей приспособленности) живых организмов в окружающем мире.

Решение.

Явление смачивания и его противоположность — несмачивание — играют фундаментальную роль в адаптации и выживании множества живых организмов. Эти физические явления позволяют организмам взаимодействовать с водой в окружающей среде способами, которые обеспечивают им защиту, питание, передвижение и чистоту.

Примеры явления отсутствия смачивания (гидрофобности)

1. Водоплавающие птицы (утки, гуси, лебеди).

Перья водоплавающих птиц покрыты жироподобным веществом, которое выделяет их копчиковая железа. Эта смазка делает оперение несмачиваемым (гидрофобным). Когда птица находится на воде, капли воды не проникают внутрь оперения, а скатываются с него. Под верхним слоем перьев сохраняется сухой пух и воздушная прослойка. Это крайне важно по двум причинам: во-первых, сухой пух обеспечивает отличную теплоизоляцию, защищая птицу от переохлаждения в холодной воде. Во-вторых, воздушная прослойка увеличивает плавучесть, помогая птице держаться на воде. Без этого свойства птицы бы намокали, замерзали и тонули.

Ответ: Несмачиваемость перьев водоплавающих птиц обеспечивает им теплоизоляцию и плавучесть, что является ключевым фактором для выживания в водной среде.

2. Насекомые, передвигающиеся по воде (водомерки).

Лапки водомерок покрыты тысячами мельчайших упругих волосков, которые отталкивают воду. Благодаря этой гидрофобной поверхности лапки не прорывают поверхностную пленку воды, а лишь немного продавливают ее. Сила поверхностного натяжения воды уравновешивает вес насекомого, позволяя ему скользить по поверхности водоема. Это свойство является основой их способа передвижения, охоты и спасения от хищников.

Ответ: Гидрофобное покрытие лапок позволяет водомеркам использовать силу поверхностного натяжения воды для передвижения по ее поверхности.

3. Растения с самоочищающимися листьями (лотос, капуста).

Поверхность листьев лотоса обладает сложной микро- и наноструктурой, покрытой восковым налетом, что делает ее супергидрофобной. Капли воды, попадая на лист, не растекаются, а сворачиваются в шарики и легко скатываются даже при малейшем наклоне. Скатываясь, эти капли захватывают с собой частицы пыли и грязи, очищая поверхность листа. Этот «эффект лотоса» жизненно важен для растения, так как чистая поверхность листа обеспечивает максимальную эффективность фотосинтеза и защищает от роста патогенных микроорганизмов.

Ответ: Супергидрофобность листьев лотоса обеспечивает их самоочищение, что критически важно для фотосинтеза и защиты от болезней.

Примеры явления смачивания (гидрофильности)

1. Корневая система растений.

Поверхность корневых волосков растений хорошо смачивается водой. Это свойство необходимо для всасывания воды и растворенных в ней минеральных веществ из почвы. Благодаря силам адгезии (прилипания) между молекулами воды и поверхностью корня, а также капиллярным явлениям в почве, вода эффективно поступает в растение. Без смачивания корневая система не смогла бы выполнять свою основную функцию — снабжение растения водой и питательными веществами.

Ответ: Смачиваемость поверхности корней является необходимым условием для поглощения растениями воды и минеральных солей из почвы.

2. Транспорт воды по ксилеме растений.

Подъем воды от корней к листьям на большую высоту (иногда десятки метров) происходит по тонким сосудам — ксилеме. Этот процесс в значительной степени зависит от капиллярного эффекта. Стенки сосудов ксилемы состоят из целлюлозы, которая является гидрофильным материалом и хорошо смачивается водой. Силы сцепления молекул воды друг с другом (когезия) и силы прилипания молекул воды к стенкам сосудов (адгезия, результат смачивания) создают непрерывный водяной столб, который поднимается вверх.

Ответ: Смачивание стенок сосудов ксилемы водой является ключевым фактором, обеспечивающим капиллярный подъем воды и питательных веществ по всему растению.

3. Газообмен в легких животных.

Внутренняя поверхность альвеол в легких млекопитающих покрыта тонким слоем жидкости. Для эффективного газообмена кислород из воздуха должен сначала раствориться в этой жидкости, прежде чем диффундировать в кровь. Для этого необходимо, чтобы жидкость полностью смачивала поверхность альвеол, образуя тонкую и равномерную пленку. Это обеспечивает максимальную площадь контакта между воздухом и жидкостью, что критически важно для дыхания и насыщения крови кислородом.

Ответ: Смачивание внутренней поверхности альвеол легких жидкостью необходимо для эффективного растворения кислорода и его последующего переноса в кровь.