Юный техник, 2004 № 04 - [18]
А все потому, что в жидкости поверхностный слой молекул подобен туго натянутой эластичной пленке. Величина поверхностного натяжения зависит от вида жидкости. Наиболее прочная поверхностная пленка у расплавленных металлов, например, у ртути. Вода — уникальная жидкость. У нее аномально высокое поверхностное натяжение — 72,7 мН/м.
Наличие примесей в жидкости уменьшает их поверхностное натяжение. Так, у минеральной воды оно меньше, чем у дистиллированной. Поверхностно-активные вещества, такие как шампуни и мыло, уменьшают поверхностное натяжение и в то же время увеличивают эластичность поверхностной пленки. Силы взаимодействия молекул жидкости получили название когезионных. Если жидкость соприкасается с твердой поверхностью, то со стороны молекул твердого тела на молекулы жидкости тоже действуют силы притяжения.
Если силы притяжения твердого тела больше силы поверхностного натяжения жидкости, то она растекается по поверхности тела, смачивает ее. В противоположном случае жидкость образует на его поверхности круглые шарики — не смачивает ее.
Опыт показывает, что вода хорошо смачивает поверхность таких минералов, как кварц, силикаты, окислы железа. Такие вещества, как сера, графит, медный колчедан, свинцовый блеск, вода не смачивает. Мелкие частицы таких минералов прилипают к пузырькам воздуха, взвешенным в воде. На этом основано обогащение руд — отделение ценной породы от пустой.
Умело используя силы поверхностного натяжения, можно провести немало экспериментов. Вот хотя бы некоторые из них…
Заполните стакан до краев водой. Сколько еще воды можно налить в полный стакан? Чтобы ответить на этот вопрос, добавляйте пипеткой по капельке. Вскоре вам это занятие надоест — вода еще долго не будет переливаться через край стакана.
Если присмотритесь, вы увидите, что вода горкой приподнялась над краями стакана. Сила притяжения молекул воды настолько велика, что может удержать над краем стакана 5 — 10 граммов воды.
Еще эффектнее этот опыт выглядит с монетами.
Приготовьте горсть монет и полный стакан воды. Аккуратно ребром опускайте монеты в стакан, давая поверхности воды время успокоиться. Результат опыта, думаем, вас удивит: при известном навыке монеты займут более трети стакана с водой, а вода все еще не перельется через край.
Благодаря поверхностному натяжению, всякий раз, как капли отрываются от пипетки, они принимают одну и ту же величину и форму. Жидкость держится на кончике, пока ее сила тяжести не превысит силу поверхностного натяжения. Если воду заменить другой жидкостью, то размер капель уменьшится, а форма останется прежней — сферической.
В условиях же невесомости любой объем жидкости принимает форму сферы. Это наглядно показано, например, в фильме «Уроки из космоса», когда космонавт А.Серебров демонстрирует огромную шарообразную каплю, размером с футбольный мяч, парящую в кабине космического корабля.
А вот опыт-шутка «Напейся, но не облейся». Ближе ко дну пластиковой бутылки проколите в ее стенках несколько отверстий. Наполните бутылку водой и закройте крышкой. Если отверстия небольшие, то вода при завинченной крышке вытекать не будет. Как только кто-нибудь откроет бутылку, из нее ударят струйки.
А вот удивительный опыт. Накройте верхнюю часть стакана сеткой от комаров. И наполните сквозь нее стакан водой. Сетка вам мешать не будет. Затем прикройте стакан ладонью, быстро переверните вверх дном и уберите ладонь. Вода из перевернутого стакана выливаться не будет. Пленка поверхностного натяжения как бы заклеит все ячейки в сетке.
На этом же принципе можно, как это ни забавно, носить воду решетом или ситечком. Для этого натрите дно ситечка или решета воском и подержите его секунду-другую над горячей плитой. Воск расплавится и растечется по ячейкам решета. Когда он остынет, смело наливайте в решето воду…
А вот если вы коснетесь сетки в каком-либо месте, то именно там сито даст течь. Этот эффект, кстати, хорошо знают опытные туристы. И в дождливую погоду стараются не касаться стенок палатки. Стоит дотронуться до брезента, как он тотчас даст течь.
Возьмите мокрую бечевку и закрепите ее концы пластилином на двух сосудах. Наклоните один из сосудов, и вода, как бы прилипнув к бечевке, побежит по ней, словно по трубе, во второй сосуд.
Для отвода воды во время дождя с крыши домов трубы не обязательны. Можно использовать обыкновенную палку, одним концом прислонив ее к крыше дома, а другим отведя в сторону. Вода будет стекать по палке, словно по желобу.
Возьмите клубок шерсти, желательно ровницу (ворсистую шерсть), и опустите его в воду. Цветной клубок превратится в серебристый.
Разгадка в том, что шерсть не смачивается водой, поэтому клубок ниток в воде оказывается окруженным воздухом. Создается условие полного внутреннего отражения на границе воздух — вода, свет отражается как от зеркала. Так же серебрится под водой домик крохотного паучка-серебрянки, которого можно видеть во многих водоемах.
В.ТУРКИНА
ЗАОЧНАЯ ШКОЛА РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ
Пой и смотри
Пению без музыки — а капелла — можно придать большую выразительность, сопроводив цветовыми эффектами. При этом, ритмически повторяя или форсируя звучание той либо иной ноты, можно добиться различных, в том числе комических, эффектов. А поскольку частотный состав голосов исполнителей неодинаков, можно усмотреть «цветовой портрет» каждого из них.
