Задание №178137: Турнир Ломоносова 2009

1. (6–9) Почему чайный пакетик, если его залить кипятком — обычно
всплывает, а если опустить в кипяток — обычно тонет? В чём разница?
Объяснение. Чайный пакетик сделан из пористого материала.
В этом материале очень много маленьких дырочек — чтобы пропус
кать кипяток внутрь пакетика и заваренный чай обратно из пакетика
в стакан.
Ни одной более крупной дырочки в пакетике быть не должно —
иначе будет просыпаться заварка. А пакетик как раз нужен для того,
чтобы чаинки не попали в чай и не просыпались ещё раньше.
Сухой чайный пакетик хорошо пропускает воздух через те же
маленькие дырочки, предназначенные для воды.
А через мокрые стенки пакетика воздуху пройти намного труднее —
все маленькие дырочки уже заняты водой.
Под водой воздух собирается в пузырьки. Пузырёк целиком в
маленькую дырочку в стенке пакетика не поместится. (Конечно, его
можно «продавить», например, прижав пакетик к стенке чайной лож
кой.)
Если пакетик лежит на дне стакана и сверху льют кипяток — вся
поверхность пакетика сразу оказывается мокрой. Весь воздух, который
был внутри, так там и останется. Именно из-за воздуха внутри такой
пакетик и плавает.
Когда мы опускаем пакетик в чай, вода в него проникает снизу,
занимая место воздуха, который может свободной выходить сверху, где
стенки пакетика пока ещё сухие.
43

Чтобы разобраться в том, что и как происходит с чайными пакети
ками, лучше не читать приведённое описание, а поставить эксперимент
с настоящими пакетиками.
И ещё замечание. Так, как описано, пакетики ведут себя обычно.
Конечно, могут быть и исключения. Например, если залитый пакетик
случайно окажется дырявым. Кроме того, жюри имело ввиду чай
ные пакетики, привычные для московских и российских школьников.
А вообще чайные пакетики могут выглядеть и вести себя самым экзо
тическим и непривычным образом. Например, «чайный пакетик» в
виде сеточки с крупными кусками чайного листа внутри не подходит
под описание задачи и почти всегда будет тонуть, так как воздуху там
удержаться негде.