Ответ: Масса капель при остывании
По мере остывания самовара масса капель воды увеличивается: при понижении температуры коэффициент поверхностного натяжения и удерживающая сила возрастают, поэтому для отрыва капля должна стать тяжелее.
У этого задания официального ключа нет, поэтому ответ получен в разборе и с ключом не сверен. Перед тем как заучивать результат, пройдите выкладки — там видно, откуда взялось каждое число.
Статья к заданиюПоверхностное натяжение
Прочитайте текст и выполните задания.
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 (рисунок 1), то она не тонет. Поверхность воды работает как некая упругая плёнка.
Рисунок 1
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 объёме 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 её температуры.
Значения коэффициента поверхностного натяжения для некоторых жидкостей представлены в таблице.
| Жидкость | Температура, °С | Коэффициент поверхностного натяжения, мН/м |
| Вода | 0 | 76 |
| Вода | 20 | 73 |
| Вода | 50 | 68 |
| Вода | 100 | 59 |
| Керосин | 0 | 29 |
| Керосин | 20 | 24 |
| Мыльный раствор | 20 | 40 |
| Ртуть | 20 | 472 |
Сила поверхностного натяжения жидкости, направленная по касательной к поверхности жидкости в районе «шейки» капли, влияет на массу капли, которая отрывается от отверстия крана. По мере увеличения капли сила тяжести, действующая на неё, растёт, и в тот момент, когда она превышает уравновешивающую её 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.
Ответ следует дать с опорой на общий текст «Поверхностное натяжение».
Где здесь ошибаются
Указывать, что масса капель уменьшается при остывании.
Связывать изменение массы капли с плотностью воды, хотя в условии важна сила поверхностного натяжения.
Не объяснять, почему увеличение силы поверхностного натяжения приводит к увеличению массы отрывающейся капли.