Номер 11, страница 5 - гдз по физике 8 класс дидактические материалы Марон, Марон

Тренировочные задания. Тепловые явления. ТЗ-1. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления - номер 11, страница 5.

Условие.

11. Если краешек бумажной полоски опустить в воду, вода поднимается по полоске. Чем это объясняется?

Решение.

Это явление объясняется капиллярным эффектом, или капиллярностью. Суть этого эффекта заключается в следующем:

Бумага, хотя и выглядит сплошной, на микроскопическом уровне имеет пористую структуру. Она состоит из множества хаотично переплетенных целлюлозных волокон. Пространства между этими волокнами образуют целую сеть очень узких каналов, которые функционируют как капилляры — чрезвычайно тонкие трубки.

Когда бумажная полоска касается воды, в игру вступают межмолекулярные силы. Существуют силы притяжения между молекулами самой воды (силы когезии, или сцепления) и силы притяжения между молекулами воды и волокнами бумаги (силы адгезии, или прилипания). В случае с водой и целлюлозой силы прилипания оказываются значительно сильнее сил сцепления. Такое явление называется смачиванием.

Из-за сильного притяжения к стенкам капилляров (волокнам бумаги) молекулы воды начинают подниматься по ним, «цепляясь» за поверхность. Этот процесс создает у поверхности воды в капилляре вогнутую форму (мениск). Силы поверхностного натяжения, которые всегда стремятся минимизировать площадь поверхности жидкости, пытаются выровнять этот мениск, подтягивая за поднявшимися молекулами остальные. В результате вся масса воды втягивается в капилляры вверх, двигаясь против силы тяжести. Подъем прекращается, когда сила тяжести поднявшегося столбика воды уравновешивает капиллярную силу.

Ответ: Поднятие воды по бумажной полоске объясняется капиллярным эффектом. Этот эффект возникает из-за пористой структуры бумаги, которая действует как система тонких капилляров, и явления смачивания, при котором силы притяжения между молекулами воды и волокнами бумаги сильнее, чем силы притяжения между самими молекулами воды, что заставляет воду подниматься вверх по капиллярам.