Номер 14, 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 14, страница 5.

Условие.

14. Когда на мокрую губку положили кусок мела, он намок. Когда на мел положили мокрую губку, то она стала сухой. Объясните данное явление.

Решение.

Решение

Описанное явление объясняется капиллярным эффектом, который проявляется в пористых материалах, таких как губка и мел. И губка, и мел имеют пористую структуру, состоящую из множества мелких каналов — капилляров. Однако размеры этих капилляров у них сильно различаются.

В основе капиллярного эффекта лежат силы поверхностного натяжения жидкости и силы взаимодействия молекул жидкости со стенками капилляров (смачивание). Эти силы заставляют жидкость (в данном случае воду) втягиваться в узкие каналы. Давление, создаваемое капиллярными силами, обратно пропорционально радиусу капилляра ($p_{кап} \sim 1/r$). Чем тоньше капилляр, тем сильнее он втягивает в себя жидкость.

У мела поры (капилляры) гораздо меньше и тоньше, чем у губки. Поэтому мел создает значительно большее капиллярное давление и обладает способностью втягивать в себя воду с гораздо большей силой, чем губка способна ее удерживать.

Когда на мокрую губку положили кусок мела, он намок.
В этом случае мел, соприкасаясь с водой в губке, начинает втягивать ее в свои более тонкие капилляры. Губка служит резервуаром с водой, и мел впитывает из нее влагу, становясь мокрым.

Когда на мел положили мокрую губку, то она стала сухой.
В этой ситуации происходит тот же процесс, но более наглядно. Мел, обладая более сильным капиллярным действием, активно «высасывает» воду из более крупных пор губки. Поскольку общая впитывающая способность куска мела достаточно велика, он может поглотить всю воду, содержащуюся в губке, в результате чего губка становится сухой.

Таким образом, вода всегда будет перемещаться из материала с более широкими капиллярами (губка) в материал с более узкими капиллярами (мел), так как в последнем капиллярные силы значительно сильнее.

Ответ: Явление объясняется разницей в капиллярных силах губки и мела. Мел имеет более тонкие поры (капилляры), чем губка, поэтому он создает более сильное капиллярное давление и «вытягивает» воду из более крупных пор губки.