Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 18 № 28308
i

По­верх­ност­ное на­тя­же­ние

Со­глас­но усло­ви­ям пла­ва­ния тело тонет в жид­ко­сти, если сред­няя плот­ность этого тела боль­ше плот­но­сти жид­ко­сти. Так, ме­тал­ли­че­ская скреп­ка долж­на уто­нуть в воде (плот­ность ме­тал­ла боль­ше плот­но­сти воды). Од­на­ко если скреп­ку осто­рож­но по­ме­стить на вод­ную по­верх­ность (см. ри­су­нок), то она не тонет. По­верх­ность воды ра­бо­та­ет как некая упру­гая плен­ка.

Объ­яс­ня­ет­ся этот опыт сле­ду­ю­щим об­ра­зом. Мо­ле­ку­лы воды на глу­би­не окру­же­ны со­сед­ни­ми мо­ле­ку­ла­ми со всех сто­рон. На по­верх­но­сти же мо­ле­ку­лы воды при­тя­ги­ва­ют­ся к со­сед­ним толь­ко сбоку и снизу.

В ре­зуль­та­те воз­ни­ка­ют силы, за­став­ля­ю­щие по­верх­ность воды сжи­мать­ся. Имен­но по­верх­ност­ное на­тя­же­ние слу­жит при­чи­ной об­ра­зо­ва­ния ка­пель почти сфе­ри­че­ской формы, по­сколь­ку наи­мень­шую пло­щадь по­верх­но­сти при не­из­мен­ном объ­е­ме имеет шар.

По­верх­ност­ное на­тя­же­ние в жид­ко­сти ха­рак­те­ри­зу­ет­ся ко­эф­фи­ци­ен­том по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния (сила по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния про­пор­ци­о­наль­на ко­эф­фи­ци­ен­ту по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния). Ко­эф­фи­ци­ент за­ви­сит от при­ро­ды жид­ко­сти, а также от ее тем­пе­ра­ту­ры.

Зна­че­ния ко­эф­фи­ци­ен­та по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния для не­ко­то­рых жид­ко­стей пред­став­ле­ны в таб­ли­це.

 

Жид­костьТем­пе­ра­ту­ра,  гра­ду­совCКо­эф­фи­ци­ент по­верх­ност­но­го

на­тя­же­ния, мН/м

Вода076
2073
5068
10059
Ке­ро­син029
2024
Мыль­ный рас­твор2040
Ртуть20472

Сила по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния жид­ко­сти, на­прав­лен­ная по ка­са­тель­ной к по­верх­но­сти жид­ко­сти в рай­о­не «шейки» капли (см. ри­су­нок) вли­я­ет на массу капли, ко­то­рая от­ры­ва­ет­ся от от­вер­стия крана. По мере уве­ли­че­ния капли сила тя­же­сти, дей­ству­ю­щая на нее, рас­тет, и в тот мо­мент, когда она пре­вы­ша­ет урав­но­ве­ши­ва­ю­щую ее силу по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния, капля от­ры­ва­ет­ся.

Будет ли из­ме­нять­ся, и если будет, то как, масса ка­пель воды, па­да­ю­щих из не­плот­но за­кры­то­го крана са­мо­ва­ра, по мере осты­ва­ния са­мо­ва­ра? Про­чие усло­вия не­из­мен­ны. Ответ по­яс­ни­те.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Ответ: масса капли будет уве­ли­чи­вать­ся.

Объ­яс­не­ние. При умень­ше­нии тем­пе­ра­ту­ры воды сила по­верх­ност­но­го на­тя­же­ния будет уве­ли­чи­вать­ся. По­это­му будет уве­ли­чи­вать­ся и сила тя­же­сти, дей­ству­ю­щая на каплю. Сле­до­ва­тель­но, масса капли будет уве­ли­чи­вать­ся.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на во­прос, и при­ве­де­но до­ста­точ­ное обос­но­ва­ние, не со­дер­жа­щее оши­бок2
Пред­став­лен пра­виль­ный ответ на по­став­лен­ный во­прос, но его обос­но­ва­ние не яв­ля­ет­ся до­ста­точ­ным, хотя со­дер­жит ука­за­ние на фи­зи­че­ские яв­ле­ния (за­ко­ны), при­част­ные к об­суж­да­е­мо­му во­про­су.

ИЛИ

Пред­став­ле­ны кор­рект­ные рас­суж­де­ния, при­во­дя­щие к пра­виль­но­му от­ве­ту, но ответ явно не сфор­му­ли­ро­ван

1
Пред­став­ле­ны общие рас­суж­де­ния, не от­но­ся­щи­е­ся к от­ве­ту на по­став­лен­ный во­прос.

ИЛИ

Ответ на во­прос не­ве­рен не­за­ви­си­мо от того, что рас­суж­де­ния пра­виль­ны или не­вер­ны, или от­сут­ству­ют

0
Мак­си­маль­ный балл2
Раздел кодификатора ФИПИ: 2.1 Мо­ле­ку­ла. Аг­ре­гат­ные со­сто­я­ния ве­ще­ства.
1
Тип 18 № 28313
i

Кос­мо­навт, на­хо­дя­щий­ся в не­ве­со­мо­сти на кос­ми­че­ском ко­раб­ле, вы­да­вил из тю­би­ка жид­кость. Какую форму при­ня­ла жид­кость? Ответ по­яс­ни­те.