Какую форму имеет жидкость в действительности

Чтобы ответить на вопрос, нужно увидеть ее в свободном состоянии, без искажающего ее форму влияния силы тяжести. Бельгийский физик Плато придумал опыт, который вы можете легко повторить. Нальем в широкую банку соленую воду (З0% соли). Затем возьмем стаканчик с анилином (можно взять подсолнечное масло и смесь воды со спиртом), закроем картонкой, погрузим в воду и выпустим его содержимое. Вы увидите, что действительно естественная форма жидкости — шар. Ведь анилин со всех сторон окружен соленой водой, имеющей одинаковую с ним плотность, и находится в воде во взвешенном состоянии.

* Если анилиновый шар проткнуть палочкой и вращать ее сначала медленно, а затем ускоряя, то в конце концов от него начнут отрываться отдельные капли. По инерции они будут вращаться вокруг центрального шара, как планеты вокруг Солнца.

* В несоленой воде анилин тонет, но при нагревании он становится легче воды и всплывает, вернее начинает капать вверх большими красивыми каплями (опыт Дарлинга).

* Естественную форму принимает жидкость и при падении с большой высоты. Этим пользуются, чтобы делать круглую дробь. В высокой дробелитейной башне заставляют расплавленный металл капать. Капли, пролетев Огромный путь, принимают форму шариков и даже успевают остыть. Чтобы они не расплющились, подставляют чан с водой.

* Молекулы жидкости связаны силами сцепления: они как бы держат друг друга за руки. У молекул, которые находятся на поверхности, остаются как бы свободные руки.

* Поверхностные молекулы как бы натягивают поверхность жидкости, делают ее прочной, упругой. Вот и создается впечатление, что на поверхности имеется прочная пленка.

* Если иглу смазать жиром, то она, казалось бы вопреки силам природы, — ведь сталь почти в восемь раз тяжелее воды, — будет плавать как обыкновенная деревянная щепка.

Метки: вопрос, впечатление, дробь, жир, молекулы, поверхность

Из песка выходит очень чистая вода

Адсорбцию также используют для очистки воды в водопроводах, пропуская воду сквозь песок. Огромная общая поверхность песчинок адсорбирует всякие примеси.

* Было замечено, что одни вещества адсорбируются легче, другие — труднее. В адсорбционной колонке — трубке со слоями адсорбентов — можно разделять смеси веществ, например нефтепродуктов.

По различию окраски слоев адсорбентов узнают даже, какие вещества имеются в смеси. Такой анализ называют хроматографическим. Для него иногда вместо адсорбентов просто применяют фильтровальную бумагу. По капиллярам бумаги одни вещества продвинутся дальше, другие ближе, и по этим цветным пятнам можно узнать, какие вещества были в смеси.
Иногда адсорбция приносит и вред. С нее начинается ржавление. Поверхность металла адсорбирует молекулы кислорода, воды. Этим молекулы как будто хотят сами побыстрее покрыть металлическую поверхность, поверхностные молекулы железа притягивают их своими избыточными силами. Сначала происходит адсорбция, а после этого адсорбированные молекулы начинают атаку против частиц поверхностного слоя металла; они «выковыривают» такие частицы, соединяясь с ними. Появляется ржавчина.

Заканчивая наш короткий рассказ о силах на поверхности, хочется пожелать, чтобы вы продолжили путешествие в мир этих удивительных явлений, проделав опыты.

Метки: бумага, вещество, железо, молекулы, пример, рассказ

Это явление называется адсорбцией

Если молекулы газов соприкасаются с поверхностью воды, то «свободные руки» поверхностных молекул сейчас же хватают их и удерживают.

Поверхностные силы проявляются не только на поверхности жидкости, но и у твердого тела. Чем больше поверхность тела, тем сильнее ее действие. Очень большую поверхность можно получить, измельчая тело в порошок или пронизывая его трещинками. Сумма поверхности всех пылинок огромна. Поэтому у небольшой горстки пыли большой запас поверхностной энергии. Древесный уголь имеет неровную поверхность и весь пронизан мельчайшими трещинками: он тоже обладает большой энергией.

* Уголь, помещенный в противогаз, спас миллионы человеческих жизней в период первой мировой войны, защитив их от отравляющих газов. Древесный уголь благодаря адсорбции всегда имеет на своей поверхности притянутые молекулы газов воздуха и паров воды. Его поры забиты смолистыми веществами. Если такой уголек прокалить, то посторонние молекулы покидают его. Уголь, из которого удалены адсорбированные газы и смолистые вещества, называют активированным. Кусочек активированного угля может поглотить аммиака больше своего собственного объема в 180 раз, а отравляющего газа фосгена — даже в 440 раз. Где же помещается в угольке столько газа? На внешней поверхности уголька и в трещинках. Адсорбированные молекулы газов очень тесно покрывают эту поверхность. Сейчас в противогазах, как и в заводских аппаратах, кроме угля, применяют и другие «жадные вещества» — адсорбенты, например силикагель и алюмогель, а также бентонитовые глины.

* Тресковый суп вкусен, но запах его не для всех приятен. Поверхностные силы вам помогут. Возьмите кусочек древесного угля, накалите его и бросьте в суп. Уголек адсорбирует частички, создающие запах.

Метки: вес, запас, кусочек, поверхность, противогаз, уголек

Вспениватель

Сейчас химики искусственно делают хорошие вспениватели. Сливая растворы соды и соляной кислоты с добавкой вспенивателя и без него, можно проверить роль такой добавки.

Если химического вспенивателя у вас нет, можно взять в аптеке мыльный корень и прокипятить его в воде. Полученная при этом вытяжка будет неплохим вспенивателем.

* Почему капельки воды не могут в виде шариков кататься по полу, как ртуть? Почему вода разливается? Дело в том, что притяжение между частицами ртути сильнее, чем притяжение частиц ртути к частицам деревянного пола. Говорят, что ртуть не смачивает дерево, а вода его смачивает: ее частицы притягиваются к частицам дерева сильнее, чем друг к другу.

Если опустить тонкую стеклянную трубку в ртуть, то уровень ртути в трубке будет ниже, чем вне ее. А если опустить трубку в воду, то уровень воды в трубке повысится. По таким тонким капиллярным трубочкам, превозмогая силу тяжести, тянется вверх вода в травинке и глинистом обрыве берега, тянется вверх по фитилю спирт в спиртовке и керосин в лампе. А посмотрите, какая интересная форма поверхности в капилляре! У ртути — выпуклая, а у воды — вогнутая.

* Можно сделать забавный опыт «Русские горы». Вода не смачивает сажу, и капли-шарики стремительно несутся вниз.

* Поверхностные силы могут удержать воду даже в решете. Нужно только сделать так, чтобы вода не смачивала его. Окунем решето с мелкой сеткой в расплавленный парафин и быстро вынем. Проволочки решета покрылись тонким слоем парафина, который водой не смачивается. Отверстия уменьшились, но остались. Теперь осторожно зачерпнем решетом воду — молекулы воды стремятся быть вместе, сторонятся парафина и не проливаются сквозь решето. Если внимательно посмотреть, то даже видно, что вода несколько провисает в ячейках решета.

Метки: дерево, парафин, решета, ртуть, сила, частицы