Задание №19 — ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ
В два одинаковых стеклянных сосуда налили воду и ртуть (см. рисунок). В каком сосуде находится ртуть? Ответ поясните.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение.
Для решения данной задачи необходимо рассмотреть физические явления, происходящие на границе раздела жидкости и твердого тела (стекла), а именно — явления смачивания и несмачивания.
1. Смачивание и несмачивание. Форма свободной поверхности жидкости (мениска) у стенок сосуда зависит от соотношения сил взаимодействия между молекулами самой жидкости (когезия) и сил взаимодействия между молекулами жидкости и молекулами твердого тела (адгезия).
— Если жидкость смачивает поверхность, то силы притяжения между молекулами жидкости и стенками сосуда больше, чем между молекулами самой жидкости. В этом случае край жидкости приподнимается, образуя вогнутый мениск.
— Если жидкость не смачивает поверхность, то силы притяжения между молекулами жидкости сильнее, чем их притяжение к стенкам. В этом случае край жидкости опускается, образуя выпуклый мениск.
2. Свойства воды и ртути. Известно, что вода хорошо смачивает чистое стекло. Следовательно, в стеклянном сосуде с водой мы должны наблюдать вогнутый мениск (края загнуты вверх). Ртуть же не смачивает стекло, поэтому в стеклянном сосуде она образует выпуклый мениск (края загнуты вниз).
3. Анализ рисунка.
— На рисунке 1 поверхность жидкости у стенок загнута вниз (выпуклый мениск). Это характерно для несмачивающей жидкости, то есть для ртути.
— На рисунке 2 поверхность жидкости у стенок приподнята (вогнутый мениск). Это характерно для смачивающей жидкости, то есть для воды.
Таким образом, ртуть находится в первом сосуде.
Ответ: Ртуть находится в сосуде № 1.
Источник: ФИПИ