Вариант 2. 1. Выберите верное утверждение. Сила поверхностного натяжения направлена… а) вдоль поверхности жидкости, перпендикулярно границе раздела; б) вдоль поверхности жидкости, по касательной к ней; в) вертикально вверх; г) вертикально вниз. 2. Какое из явлений объясняется действием капиллярности? а) образование капель росы на листьях; б) подъём питательных веществ от корней к листьям растений; в) плавание тяжёлых предметов на поверхности воды; г) растворение сахара в воде. 3. Несмачиванием называется… а) явление, при котором жидкость не растекается по поверхности твёрдого тела, а собирается в каплю; б) явление подъёма жидкости в узких трубках; в) явление, при котором жидкость растекается по поверхности; г) явление испарения жидкости. 4. Установите соответствие между явлением и его примером: 1. Поверхностное натяжение; 2. Смачивание; 3. Капиллярность. А) керосин поднимается по фитилю; Б) вода смачивает чистую поверхность стекла; В) вода собирается в каплю в состоянии невесомости. Ответ запишите в виде таблицы. 5. Качественная задача. Почему вода в узкой стеклянной трубке поднимается вверх, а ртуть в такой же трубке опускается вниз? Ответ обоснуйте, используя понятия смачивания и несмачивания. 6. Расчётная задача. В капиллярной трубке радиусом 0,2 мм спирт поднялся на высоту 55 мм. Определите коэффициент поверхностного натяжения спирта, если плотность спирта 800 кг/м³. Считать, что спирт полностью смачивает стенки трубки (cos θ = 1). Ускорение свободного падения принять равным 10 Н/кг.

1. Сила поверхностного натяжения действует по касательной к поверхности жидкости. Выбор: б).

2. Подъём воды по тонким каналам от корней к листьям связан с капиллярностью. Выбор: б).

3. Несмачивание — это когда жидкость не растекается по твёрдой поверхности и собирается в каплю. Выбор: а).

4. Керосин поднимается по фитилю благодаря капиллярности; вода смачивает стекло; вода в невесомости принимает форму капли под действием поверхностного натяжения.

5. Вода смачивает стекло: силы притяжения между водой и стеклом способствуют подъёму жидкости вдоль стенок узкой трубки. Ртуть стекло не смачивает; силы взаимодействия приводят к вогнутому вниз мениску и понижению уровня ртути в капилляре относительно уровня снаружи.

6. Дано: r = 0,2 мм = 0,0002 м; h = 55 мм = 0,055 м; ρ = 800 кг/м³; g = 10 Н/кг; cos θ = 1.

Для капиллярного подъёма h = 2σ cos θ / (ρgr), поэтому σ = hρgr / (2 cos θ).

Подставим значения: σ = 0,055 · 800 · 10 · 0,0002 / 2 = 0,044 Н/м.

Ответ: σ = 0,044 Н/м.