Статья «Что за плёнка, физика где?»

М.А. Старшов

ЧТО ЗА ПЛЁНКА, ФИЗИКА ГДЕ

Кто только о ней не говорит, а какова природа её, не понимаю. Тут вода, там вода… Ладно, на молоке, а на воде что такое тонкая плёнка?

Не трясти! – стакан накрывает картонкой и переворачивает, положив палец на картон. Советует пробовать разное количество воды.

«Этот фокус удаётся выполнить благодаря поверхностному натяжению, то есть склонности молекул на поверхности жидкости связываться вместе, формируя тонкую пленку».

Правда, осторожный автор потом небрежно упоминает и другую причину благоприятного исхода лихого эксперимента, помимо склонности молекул.

ДЖИМ УИЗ. ЗАНИМАТЕЛЬНАЯ химия, физика, биология. 50 невероятных, познавательных и увлекательных экспериментов для детей. М., АСТ*Астрель. 2008. Пер. с англ. М.Л. Кульневой. Jim Wiese. Тираж 5тысяч.

Это описание мне нравится советом, о котором многие забывают сказть: «положив палец на картон».

Вообще-то описаний этого невероятного эксперимента, кажется, даже больше пяти тысяч.

А вот настоящему физику, французу российского происхождения, Анатолю Абрагаму по собственному признанию в автобиографической книге (и совершенно прелестной!) это самое поверхностное натяжение как-то не склонно оказалось держать картонку! Вылилась у него из стакан вся вода, правда, экспериментатору тогда было лет восемь-девять, и поверхностное натяжение было ещё маленькое.

Отойдём от поверхности, возьмём две стеклянные пластиночки, у меня их размер 2,5 на 5 см. Одну кладём на дно сосуда с водой, вторую крепим к пенопластовому кубику и опускаем её под воду. Прижимаем одно стёклышко к другому, и отпускаем руку. Поплавок остался под водой. Этот эффект действительно кажется невероятным, ведь пенопласт легко удерживает стекляшку на поверхности воды! В размышлениях проходит несколько секунд, и вдруг… Пенопласт спохватывается и поднимает свой груз наверх, туда, где ждёт его поверхностное натяжение.

Ну, и как это объяснить?

Опубликовано 10.01.18 в 09:20 в группе «Физика в простых опытах»

Нажмите, чтобы скачать публикацию (.doc)

Размер файла: 22 Кбайт

Комментарии (5)

Старшов Михаил Александрович, 10.01.18 в 09:24 1Ответить Пожаловаться

ссылка на видео в ютуб
https://youtu.be/MdMKNlOy9lI
Надеюсь, откроется.

Спицына Любовь Ивановна, 10.01.18 в 14:20 2Ответить Пожаловаться

Михаил Александрович! В очередной раз огромная благодарность за интересный материал и очень важные комментарии, идеи, наблюдения!!!

Iurij Yriev, 16.02.18 в 11:03 0Ответить Пожаловаться

Попробуем разобраться... При переворачивании стакана с водой прикрытого картонкой, немного воды выльется наружу, внутри стакана давление понижается. Разность атмосферного давления и давления внутри стакана создает прижимающую силу. Но и поверхностное натяжение играет не последнюю роль. Поскольку стакан и картонка смачиваются водой то по периметру их касания образуется мениск имеющий очень малый радиус сечения. Сила Лапласа возникающая в этом мениске не дает проникать атмосферному воздуху между картонкой и стаканом, выполняя роль "уплотнителя". Относительно Вашего видео: прижимая пластинки друг к другу Вы на некоторой их части удалили воду практически полностью. Между пластинками ,образовалось множество участков разделенных единичными молекулами воды выполняющих роль связующего звена. В меру проникновения все большего количества молекул воды между пластинками силы межмолекулярного притяжения уменьшаются до критического. Это -как гипотеза.

Отредактировано 16-02-2018 19:27

Старшов Михаил Александрович, 17.02.18 в 10:54 1Ответить Пожаловаться

"как гипотеза" - годится. Но как много умных слов! Сжальтесь, дорогой, не давите авторитетами: "поверхностное натяжение", "Сила Лапласа", "мениск имеющий очень малый радиус сечения"... Лучше бы объяснили этот радиус!
А где сидит тот Лаплас, когда я поднимаю крышку опрокинутым стаканом, не перевооачивая его?

Iurij Yriev, 17.02.18 в 18:08 0Ответить Пожаловаться

После Вашего же опыта со стаканом и стеклянным диском совершенно понятно что "палец" совсем ни при чем: прижать и деформировать стеклянный диск никак не получится. Так что же его так сильно удерживает? После переворачивания стакана воздух в стакане ( за счет испарения воды с открытой поверхности и стенок сосуда) приобретает влажность близкую к 100%. Как известно давление (и плотность) влажного воздуха ниже более сухого. Например перед дождем или во время дождя давление значительно ниже нормального. Примерно на 20-30ММ. рт. ст., что соответствует примерно 270- 350 мм. вод. столба. Эта разность давлений прижимает пластинку к стакану. Так как извне давление выше то между стаканом и пластинкой воздух должен проникать сквозь щели внутрь стакана и после выравнивания давлений крышка должна отпасть. Однако этого не происходит. Щель между крышкой и краем стакана заполнена водой , образующей мениск радиусом равным примерно размеру щели выпуклостью внутрь. Поэтому лапласово давление действует вдоль радиуса криволинейной поверхности то есть наружу. Что - то мне кажется . что у автора статьи аллергия на " поверхностное натяжение" . Скажите, где давление больше в мыльном пузыре или вне него? И как удобнее всего это дополнительное давление определить? Ну и Михаил Александрович, а каково Ваше собственное объяснение описанных в Вашей статье опытов...?

Чтобы написать комментарий необходимо авторизоваться.