Максим и Катя смотрят на каплю воды, которая вот-вот капнет из крана на кухне. Они задумываются: почему вода в капле собирается в крошечный шарик и так и держится? Ведь вода – это жидкость, она должна течь, и у нее нет определенной формы, как у шарика из твердого вещества. И все-таки капля воды, капающая из крана, не растекается.
- Что мешает капле воды растекаться?
- Почему в стакан можно налить воду «с горкой»?
- Могут ли плавать на поверхности воды предметы, которые обычно в ней тонут?
На самом деле есть сила, способная удержать воду в капле. Это сила поверхностного натяжения, и когда мы видим, как вода удерживается внутри капли, мы наблюдаем явление, называемое поверхностным натяжением.
Проведем несколько опытов и посмотрим, в каких еще случаях наблюдается это явление.
Опыт
1. Накапай воду из пипетки на монету и при этом посчитай, сколько капель воды поместилось на монете, до того как вода стала с нее стекать. Лучше использовать пипетку с тонким концом – тогда получатся капли меньшего размера. Правда ведь, удивительно, как много капель помещается на монете и какая выпуклая получается поверхность воды?
2. Наполни маленький стаканчик водой до краев и начни осторожно опускать туда по одной монете. Сколько монет удалось поместить в стакан до того, как вода стала переливаться через край? Какую форму приняла поверхность воды?
В чем причина возникновения силы поверхностного натяжения?
Вода состоит из очень маленьких, невидимых невооруженным глазом частиц – молекул. В одной лишь капле воды содержится невероятное количество молекул, примерно столько же, сколько песчинок в пустыне Сахара.
Молекулы воды обладают свойством притягивать друг друга. Находящаяся внутри капли молекула воды притягивается окружающими ее молекулами равномерно со всех сторон. Ничего особенного с этой молекулой не происходит.
А вот молекулу, находящуюся на поверхности, притягивают только молекулы, которые находятся внутри. Все молекулы, находящиеся на поверхности капли, притягиваются в сторону ее центра. В результате поверхность капли воды сжимается. И это напряжение поверхности стягивает каплю воды, не давая ей распасться. Поэтому капля воды, падающая из крана, приобретает шарообразную форму. По той же причине пытается сжаться любая поверхность воды: как в стакане, так и в озере. Сила, с которой пытается сжаться поверхность воды, называется силой поверхностного натяжения.
Поверхностное натяжение в повседневной жизни
Почему не лопается мыльный пузырь? Находящийся в пузыре воздух окружен тонкой пленкой мыльной воды. У этой пленки есть две поверхности – внешняя и внутренняя. И обе они стараются сжаться.
Поверхностным натяжением воды объясняется и то, почему мокрые перчатки, носки или футболку снять труднее, чем сухие. Мокрая одежда как бы прилипает к телу.
Почему чистой водой трудно отмыть все поверхности? На поверхностях обычно есть крохотные шероховатости, углубления. Поверхностное натяжение чистой воды не пускает воду к грязи, находящейся на дне этих углублений. Если же в воду добавить моющее средство, оно уменьшит поверхностное натяжение воды, которая теперь сможет проникнуть в каждое углубление.
Опыт
Мы знаем, что металлические предметы тонут в воде. Однако на поверхность воды можно положить скрепку или иголку так, что поверхностное натяжение не даст ей утонуть.
Налей в стакан воды почти до краев. Отрежь кусочек бумаги такого размера, чтобы на нем легко умещалась скрепка или иголка. Положи предмет на бумагу и осторожно опусти бумагу на воду. Через некоторое время бумага впитает воду и утонет. Если опыт удался, иголка или скрепка остались плавать на поверхности воды.
Чтобы бумага утонула быстрее, можно осторожно погружать угол бумаги под воду, например, кончиком карандаша.
Если тебе удалось сделать так, что скрепка осталась плавать на поверхности воды, капни в воду средство для мытья посуды.
Запомни!
- Поверхностным натяжением называется явление стягивания поверхности воды и других жидкостей.
- Поверхностное натяжение вызвано тем, что внутренние молекулы тянут внутрь молекулы с поверхности жидкости.
- Моющие средства уменьшают поверхностное натяжение воды.
Вопросы и задания
- Как получается, что на монете помещается так много воды?
- Сколько поверхностей у пленки мыльного пузыря?
- Если перестать надувать мыльный пузырь до того, как он отделится от соломинки, пузырь уменьшится. Почему?
- отмыть дочиста шероховатую поверхность
- положить канцелярскую скрепку на поверхность воды
- водомерке передвигаться по поверхности воды
- капле воды растечься по поверхности
- снять промокшую одежду
- налить воды в чашку до краев
Размышляй и исследуй
Почему профессиональные мойщики окон добавляют в воду средство для мытья посуды?
- Service provided by Star Cloud LLC