Применение информации из текста физического содержания · 63 задания
- Задание №18№18
Изменится ли и, если изменится, то как, намокание древесины, если её натереть воском? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
- Задание №18№18
Может ли воспринимаемый человеком интервал времени между молнией и сопровождающим её громовым раскатом составлять 90 с? Ответ поясните.
Звук
- Задание №18№18
Какой оттенок (голубоватый или красноватый) будет иметь источник белого света, например уличный фонарь, если его рассматривать сквозь туманную дымку?…
Дисперсия света
- Задание №18№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). Для механизма электризации, описанного в те…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
- Задание №18№18
Эффект Доплера справедлив и для звуковых волн. Изменяется ли, и если изменяется, то как, высота тона звукового сигнала поезда при его удалении от набл…
Звук
- Задание №18№18
Зависит ли, и если зависит, то как, глубина промерзания почвы от высоты снежного покрова при прочих равных условиях? Ответ поясните.
Виды теплопередачи
- Задание №18№18
Значительная часть энергии Солнца излучается в инфракрасном диапазоне. Условно различают три составляющие диапазона инфракрасного излучения: коротково…
Электромагнитные волны
- Задание №18№18
Можно ли лёд, находящийся в состоянии, соответствующем точке А на диаграмме, перевести в пар, минуя жидкое состояние? Ответ поясните.
Испарение, конденсация, кипение
- Задание №18№18
Можно ли, используя флотацию, сделать так, чтобы пустая порода всплывала вверх, а крупицы руды оседали на дно? Ответ поясните.
Смачивание и капиллярные явления
- Задание №18№18
На рисунке представлены экспериментальные данные о выбросах оксида углерода и смертности от болезней сердца и органов дыхания в течение нескольких лет…
Явления в природе
- Задание №18№18
Молнии могут проходить в самих облаках (внутриоблачные молнии), а могут ударять в землю (наземные молнии). В случае механизма электризации, описанного…
Постоянный ток. Сила тока. Напряжение
- Задание №18№18
На рисунке представлены процессы нагревания с переходом в жидкое состояние для четырёх веществ, первоначально находившихся в твёрдом состоянии. Какой…
Основные положения МКТ
Космонавт, находящийся в невесомости на космическом корабле, выдавил из тюбика жидкость. Какую форму приняла жидкость? Ответ поясните.
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 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 до минимально возможных значений площади.
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 |
20 | 73 | |
50 | 68 | |
100 | 59 | |
Керосин | 0 | 29 |
20 | 24 |
Решение
Решение.
Для ответа на вопрос задачи проанализируем физические явления, происходящие с жидкостью в условиях невесомости, опираясь на текст условия.
1. Действие сил в невесомости: В состоянии невесомости на жидкость не действует сила тяжести (точнее, она скомпенсирована силами инерции), поэтому вес жидкости равен нулю. В таких условиях поведение жидкости определяется не силой тяжести, а силами поверхностного натяжения.
2. Свойства поверхностного натяжения: Как указано в тексте, молекулы на поверхности жидкости притягиваются к соседним молекулам только сбоку и снизу. Это приводит к возникновению сил поверхностного натяжения, которые стремятся сократить площадь поверхности жидкости до минимально возможного значения при данном объёме.
3. Геометрическое обоснование: Из курса математики известно, что среди всех тел с одинаковым объёмом минимальную площадь поверхности имеет шар. Поскольку в невесомости никакие другие внешние силы (например, сила тяжести) не деформируют жидкость, силы поверхностного натяжения придают ей форму шара.
Таким образом, выдавленная из тюбика жидкость примет форму шара (сферическую форму).
Ответ: Жидкость примет форму шара (сферическую форму). В состоянии невесомости действие силы тяжести не проявляется, и форма жидкости определяется силами поверхностного натяжения, которые стремятся минимизировать площадь её поверхности. Минимальную площадь поверхности при заданном объёме имеет шар.
Источник: ФИПИ