水の表面張力と大気圧を感じる実験

コップに水を一杯注ぎその上に厚紙を置いて、さかさまにすると紙も水も下に落ちない。これは、水の表面張力といって、水分子の分子間引力によって起こる力により、水を媒介にして ガラスと紙の間引き付ける力(界面張力)や水と紙の間に引き付けておく力(界面張力)が生じる。さらに、コップに中の水の重さに耐えるだけの気圧による力により、紙を下にしても斜めにしても、水が落ちてこない。しかし、紙に水が接しなくなりコップに中のにある空気などが触れると、紙は剥がれ落ちて、水はこぼれてしまう。コップをさかさまにした水を金網の上に置いてもこの表面張力の現象は起こる。 このときも、金網に間には表面張力と気圧が働いて、水はこぼれることはない。しかし、金網とコップを斜めにすると、すぐに空気が入り込み、水のこぼれない状態は崩れて、すぐにこぼれてしまう。

    

 

 合成樹脂のあみではコップを逆さまにしても落ちない。

金網では重いのでみずうを入れてコップを逆さまにしたときに、手を離してしまうと、金網は落ちて水はこぼれてしまう。しかし、合成樹脂(ナイロン)のあみは軽いので落ちない。詳しく見ると網は少しへこむくらいに貼り付いている。

     

参考文献 水がこぼれないひみつ
      界面張力
      水の特性
      逆さコップの水がぼれない理由

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