Номер 18, 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 18, страница 5.

Условие.

18. Поставьте стакан, наполненный водой, на подставку, а второй, пустой, — на стол. Для того чтобы перелить воду из верхнего стакана в нижний, воспользуйтесь полоской сукна, расположив ее так, чтобы ее концы находились в обоих стаканах. Объясните, каким образом и почему будет происходить переливание воды.

Решение.

Переливание воды из верхнего стакана в нижний с помощью полоски сукна будет происходить благодаря сочетанию капиллярного эффекта и принципа действия сифона.

Сначала полоска сукна, опущенная одним концом в воду, начнет намокать. Вода будет подниматься по волокнам ткани вверх, против силы тяжести. Это явление называется капиллярным эффектом или капиллярностью. Оно возникает из-за того, что силы притяжения между молекулами воды и волокнами ткани (силы смачивания или адгезии) оказываются сильнее сил притяжения между самими молекулами воды (силы когезии). Ткань представляет собой систему множества тонких каналов (капилляров), по которым вода и поднимается.

Как только ткань полностью пропитается водой и образуется непрерывный водяной "мостик" между стаканами, начнет действовать принцип сифона. Часть ткани, которая спускается от края верхнего стакана к нижнему, содержит столб воды. Вес этого столба воды создает давление, которое "тянет" за собой остальную воду из верхнего стакана. Поскольку выходной конец (в нижнем стакане) находится ниже уровня воды в верхнем стакане, то столб воды в нисходящей части ткани длиннее и тяжелее столба воды в восходящей части. Эта разница в весе создает разность давлений, которая и заставляет воду непрерывно течь из верхнего стакана в нижний. Силы сцепления между молекулами воды обеспечивают целостность потока, не давая ему разорваться.

Процесс будет продолжаться до тех пор, пока уровень воды в верхнем стакане не опустится настолько, что забор воды прекратится, или пока уровни воды в стаканах не сравняются (если нижний стакан достаточно велик и конец ткани окажется под водой).

Ответ: Вода будет переливаться по полоске сукна, потому что сначала ткань намокнет благодаря капиллярному эффекту, а затем пропитанная водой ткань начнет работать как сифон. Сила тяжести, действующая на столб воды в нисходящей части ткани, будет "перетягивать" воду из верхнего стакана в нижний.