Номер 15, страница 5 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Агрегатные состояния вещества. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления - номер 15, страница 5.

Условие.

15. В глубокую тарелку налейте воду, поместите на поверхность 8—10 спичек. Возьмите кусок мыла, уголок которого размочите в воде, налитой в другой сосуд. Затем размоченным уголком мыла коснитесь воды в центре тарелки. Спички разойдутся к краям. Почему?

Решение.

Это явление объясняется свойством поверхностного натяжения жидкости, в данном случае воды, и влиянием на него поверхностно-активных веществ (ПАВ), к которым относится мыло.

1. Поверхностное натяжение. Молекулы на поверхности воды испытывают силы притяжения со стороны других молекул воды, находящихся сбоку и снизу. В результате этого на поверхности жидкости образуется своего рода упругая «пленка». Эта пленка стремится сократить свою площадь, создавая силу поверхностного натяжения. Пока вода в тарелке чистая, сила поверхностного натяжения одинакова по всей поверхности, и плавающие спички находятся в равновесии.

2. Действие мыла. Мыло является поверхностно-активным веществом. Молекулы мыла, попадая в воду, встраиваются между молекулами воды на поверхности. Это ослабляет силы сцепления между молекулами воды и, как следствие, значительно уменьшает поверхностное натяжение.

3. Причина движения. Когда вы касаетесь воды мылом в центре тарелки, поверхностное натяжение в этом месте резко падает. У краев тарелки, куда мыло еще не добралось, поверхностное натяжение остается высоким. Возникает разность сил поверхностного натяжения: вода с более высоким натяжением у краев как бы «перетягивает» поверхностный слой воды из центра, где натяжение стало слабым. Вместе с этим поверхностным слоем воды увлекаются и спички. Они движутся от области с низким поверхностным натяжением (центр) к области с высоким (края).

Ответ: Спички расходятся к краям из-за разности сил поверхностного натяжения. Мыло, попадая в центр, резко уменьшает там поверхностное натяжение. Более сильное натяжение у краев тарелки оттягивает поверхностный слой воды вместе со спичками от центра.