Решение: Смачивание стекла водой и ртутью
Статья к заданиюСмачивание
Прочитайте текст и выполните задания.
Смачивание
При соприкосновении жидкости с поверхностью твёрдого тела или другой жидкости возникает явление смачивания.
Если из пипетки капнуть воду на различные поверхности, то можно наблюдать, как вода растекается по чистому стеклу или дереву,
но собирается в капли на парафине или «жирной» поверхности.
Степень смачивания характеризуется величиной краевого угла смачивания (θ), образованного поверхностью твёрдого тела с касательной, проведённой к поверхности жидкости из точки её соприкосновения с поверхностью (рисунок 1).
Рисунок 1
Если величина краевого угла меньше или равна 90°
(угол острый), то происходит смачивание жидкостью твёрдой поверхности. Если величина краевого угла больше 90°
(угол тупой), то твёрдая поверхность не смачивается жидкостью.
Из-за смачивания наблюдается искривление свободной поверхности жидкости в сосудах по линии соприкосновения с поверхностью сосуда (рисунок 2).
Рисунок 2
Значения краевого угла смачивания θ для некоторых сочетаний «жидкость – твёрдое вещество» приведены в таблице.
| Жидкость | Твёрдое вещество | Краевой угол смачивания θ, градусы |
| Вода | стекло | 2 |
| Вода | парафин | 107 |
| Ртуть | стекло | 140 |
В два одинаковых стеклянных сосуда налили воду и ртуть (см. рисунок). В каком сосуде находится ртуть? Ответ поясните.
Решение по шагам
3 шагаВода смачивает стекло: сила притяжения между молекулами воды и стеклом приводит к поднятию жидкости у стенок и образованию вогнутой поверхности.
Ртуть не смачивает стекло: силы взаимодействия между молекулами ртути сильнее, чем притяжение ртути к стеклу, поэтому поверхность жидкости у стенок становится выпуклой.
На рисунке в сосуде 1 свободная поверхность выпуклая, а в сосуде 2 — вогнутая. Следовательно, ртуть находится в сосуде 1.
Ртуть находится в сосуде 1, так как она не смачивает стекло и образует выпуклую поверхность. Вода смачивает стекло, поэтому в сосуде 2 её поверхность вогнутая.
Этот ответ получен в разборе, но не сверен с официальным ключом из банка — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.
Где здесь ошибаются
Путать вогнутую и выпуклую формы поверхности жидкости.
Считать, что положение жидкости определяется её плотностью, а не смачиванием.
Указывать номер сосуда без объяснения причины.