Задание №5 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
Два сухих листа бумаги не слипаются при соприкосновении. Будут ли слипаться листы бумаги, если один лист смочить водой, а второй – растительным маслом?
Листы бумаги будут слипаться. Смачивание сухих листов бумаги любой жидкостью позволяет при соприкосновении сблизить их на столь малые расстояния, что начинают заметно проявляться силы притяжения между молекулами.
Листы бумаги будут слипаться. При соприкосновении листы электризуются, накапливая заряд разноимённого знака, что приводит к возникновению электростатического притяжения.
Листы бумаги не будут слипаться. При соприкосновении листы электризуются, накапливая заряд одинакового знака, что приводит к возникновению электростатического отталкивания.
Листы бумаги слипаться не будут, так как силы межмолекулярного притяжения внутри масла и воды больше, чем силы взаимного притяжения на границе между молекулами масла и воды.
Правильный ответ
1
Пояснение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем физические причины взаимодействия поверхностей твёрдых тел.
1. Межмолекулярное взаимодействие. Известно, что между молекулами любых веществ действуют силы взаимного притяжения и отталкивания. Однако эти силы являются короткодействующими: они проявляются только тогда, когда расстояние между молекулами сопоставимо с размерами самих молекул (порядка м).
2. Почему не слипаются сухие листы? Поверхность бумаги, даже если она кажется гладкой, на микроскопическом уровне имеет множество неровностей и шероховатостей. При соприкосновении двух сухих листов они касаются друг друга лишь в немногих выступающих точках. В остальной части поверхности расстояние между молекулами слишком велико, чтобы силы притяжения стали заметными.
3. Роль жидкости (смачивания). Когда мы смачиваем листы жидкостью (водой или маслом), жидкость заполняет неровности бумаги и вытесняет воздух. Жидкости обладают текучестью, что позволяет им принимать форму поверхности и обеспечивать плотный контакт по всей площади соприкосновения. В результате молекулы жидкости и бумаги сближаются на расстояния, при которых силы межмолекулярного притяжения становятся значительными. Это приводит к тому, что листы начинают удерживаться вместе (слипаться).
4. Анализ вариантов. Электризация (варианты 2 и 3) не является основной причиной слипания влажных листов. Вариант 4 неверен, так как наличие разных жидкостей не отменяет сам факт сближения молекул на малые расстояния, достаточное для возникновения притяжения.
Таким образом, смачивание позволяет преодолеть влияние шероховатости поверхности и задействовать силы межмолекулярного притяжения.
Ответ: 1
Источник: ФИПИ