Номер 2, страница 27 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Параграф 7. Строение газов, жидкостей и твёрдых тел. Темы докладов и проектов - номер 2, страница 27.

Условие.

2. Смачивание в природе.

Решение.

2. Смачивание в природе.

Смачивание — это явление, возникающее на границе соприкосновения жидкости с твёрдым телом. Оно определяется соотношением сил притяжения между молекулами самой жидкости (силы когезии) и сил притяжения между молекулами жидкости и поверхностью твёрдого тела (силы адгезии).

Если силы адгезии (притяжение к поверхности) сильнее сил когезии (взаимное притяжение молекул жидкости), то жидкость растекается по поверхности — это явление называется смачиванием. Краевой угол $\theta$, образуемый поверхностью жидкости и поверхностью твёрдого тела, в этом случае является острым ($0° \le \theta < 90°$).

Если силы когезии преобладают над силами адгезии, то жидкость стремится принять форму капли, минимизируя контакт с поверхностью — это несмачивание. Краевой угол $\theta$ в этом случае тупой ($90° < \theta \le 180°$).

В природе эти явления играют ключевую роль во множестве процессов:

В растительном мире:

• Капиллярный эффект и питание растений. Вода с растворенными в ней питательными веществами поднимается от корней к листьям по тончайшим сосудам (капиллярам) в стебле. Это происходит благодаря тому, что вода хорошо смачивает стенки капилляров (состоящие из целлюлозы). Силы адгезии заставляют воду "подтягиваться" вверх по стенкам, что является основой капиллярного подъёма.
• Эффект лотоса и самоочищение. Листья лотоса, капусты и некоторых других растений обладают свойством супергидрофобности — они практически не смачиваются водой. Их поверхность покрыта микроскопическими бугорками и восковым налётом. Капли воды, попадая на такой лист, принимают шарообразную форму (краевой угол $\theta > 150°$) и легко скатываются, унося с собой частицы пыли и грязи. Этот механизм служит для самоочищения.

В животном мире:

• Водоплавающие птицы. Перья уток, гусей и лебедей покрыты жировой смазкой, выделяемой копчиковой железой. Этот жир делает оперение несмачиваемым. Вода скатывается с перьев, не проникая к телу птицы. Это позволяет им оставаться сухими и сохранять тепло, а также обеспечивает дополнительную плавучесть за счёт воздушной прослойки под перьями.
• Насекомые-водомерки. Эти насекомые способны бегать по поверхности воды. Их лапки покрыты тысячами мельчайших гидрофобных (несмачиваемых) волосков. Эти волоски удерживают воздух, создавая воздушную подушку, которая не даёт лапкам прорвать поверхностную плёнку воды.

В неживой природе:

• Движение воды в почве. Почва состоит из множества мелких частиц, пространство между которыми образует сложную сеть капилляров. Благодаря смачиванию вода проникает в почву и удерживается в ней, обеспечивая влагой корни растений.
• Образование капель дождя и росы. Капли дождя формируются в атмосфере, когда водяной пар конденсируется на мельчайших частицах пыли или сажи, которые выступают в роли центров конденсации. Для этого необходимо, чтобы эти частицы смачивались водой. Роса образуется на поверхностях, которые охлаждаются ниже точки росы, и форма капель зависит от смачиваемости этих поверхностей.

Ответ: Смачивание и несмачивание в природе являются фундаментальными явлениями, определяющими множество жизненно важных процессов. Примеры включают капиллярный подъём соков в растениях (смачивание), водоотталкивающие свойства перьев птиц и листьев лотоса (несмачивание), способность насекомых передвигаться по воде, а также удержание и распределение влаги в почве. Эти явления обусловлены балансом между силами сцепления молекул жидкости друг с другом и с молекулами поверхности твёрдого тела.