Номер 5, страница 23 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Параграф 6. Смачивание. Капиллярные явления. Задание 5 - номер 5, страница 23.

Условие.

5_э. Что произойдёт с двумя листами бумаги, если между ними поместить каплю воды? Проделайте этот опыт. Вместо бумаги можно взять стеклянные пластины. Зачем при складывании полированных стёкол между ними кладут листы бумаги?

Решение.

Что произойдёт с двумя листами бумаги, если между ними поместить каплю воды?

Если между двумя листами бумаги или стеклянными пластинами поместить каплю воды, они слипнутся. Разъединить их, раздвигая перпендикулярно плоскости, станет очень трудно. Это явление объясняется действием сил поверхностного натяжения и межмолекулярного взаимодействия.

Когда капля воды оказывается между двумя поверхностями, она растекается, образуя тонкий водяной слой. Молекулы воды притягиваются как друг к другу (когезия), так и к молекулам бумаги или стекла (адгезия). Из-за явления смачивания вода стремится увеличить площадь контакта с поверхностями.

Ключевую роль играет поверхностное натяжение. Искривленная (вогнутая) поверхность воды по краям слоя создаёт разницу давлений. Давление под вогнутой поверхностью жидкости меньше, чем атмосферное давление снаружи. Эта разница давлений, согласно формуле Лапласа, тем больше, чем меньше радиус кривизны поверхности. Для тонкой плёнки воды между пластинами давление внутри неё оказывается значительно ниже атмосферного. В результате внешнее атмосферное давление сжимает листы вместе с большой силой, которая равна произведению разницы давлений на площадь смоченной поверхности.

Таким образом, листы бумаги или стекла оказываются плотно прижатыми друг к другу силой, обусловленной атмосферным давлением. При этом сдвинуть листы параллельно друг другу остаётся относительно легко.

Ответ: Листы бумаги (или стеклянные пластины) слипнутся, и их будет трудно разъединить из-за сил поверхностного натяжения воды, которые создают область пониженного давления между листами.

Зачем при складывании полированных стёкол между ними кладут листы бумаги?

Полированные стёкла имеют очень гладкую, атомарно-ровную поверхность. Если сложить такие стёкла стопкой без прокладок, их поверхности могут соприкоснуться на очень близком расстоянии, сопоставимом с размерами молекул.

На таких малых расстояниях начинают действовать значительные силы межмолекулярного притяжения (силы Ван-дер-Ваальса) между молекулами одного стекла и другого. Это явление, называемое адгезией, может привести к тому, что стёкла "слипнутся" или "сварятся" друг с другом настолько прочно, что их будет невозможно разделить, не повредив. Этот процесс иногда называют холодной сваркой.

Кроме того, между стёклами может сконденсироваться влага из воздуха. Как и в предыдущем вопросе, тончайший слой воды вызовет слипание стёкол из-за сил поверхностного натяжения, что ещё больше усугубит проблему.

Листы бумаги, проложенные между стёклами, действуют как разделитель. Они не позволяют поверхностям стёкол сблизиться на расстояние, где начинают проявляться сильные межмолекулярные силы. Бумага создаёт гарантированный зазор, предотвращая их слипание и облегчая их последующее разделение без повреждений.

Ответ: Листы бумаги кладут между полированными стёклами, чтобы предотвратить их слипание под действием сильных межмолекулярных сил притяжения, которые возникают при очень плотном контакте гладких поверхностей.