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.
| Жидкость | Температура, | Коэффициент поверхностного натяжения, мН/м |
|---|---|---|
| Вода | 0 | 76 |
| 20 | 73 | |
| 50 | 68 | |
| 100 | 59 | |
| Керосин | 0 | 29 |
| 20 | 24 | |
| Мыльный раствор | 20 | 40 |
| Ртуть | 20 | 472 |
Космонавт, находящийся в невесомости на космическом корабле, выдавил из тюбика жидкость. Какую форму приняла жидкость? Ответ поясните.
Ответ: капля примет форму шара.
Объяснение. На поверхности жидкости возникает сила поверхностного натяжения, которая придает ей форму с минимальной площадью. Такой поверхностью является шар. В состоянии невесомости отсутствует вес тела, поэтому жидкость принимает форму шара.



