Вспомните из курса физики что такое броуновское движение и диффузия объясните как эти явления кратко

Обновлено: 04.07.2024

Вспомните из курса физики основной школы явление диффузии.
Чем может быть объяснено это явление?

Ранее вы узнали, что такое диффузия, т. е. проникновение молекул одного вещества в межмолекулярное пространство другого вещества. Это явление определяется беспорядочным движением молекул. Этим можно объяснить, например, тот факт, что объём смеси воды и спирта меньше объёма составляющих её компонентов.

Но самое очевидное доказательство движения молекул можно получить, наблюдая в микроскоп мельчайшие, взвешенные в воде частицы какого-либо твёрдого вещества. Эти частицы совершают беспорядочное движение, которое называют броуновским.

Броуновское движение — это тепловое движение взвешенных в жидкости (или газе) частиц.

Наблюдение броуновского движения.

Английский ботаник Р. Броун (1773—1858) впервые наблюдал это явление в 1827 г., рассматривая в микроскоп взвешенные в воде споры плауна.

Позже он рассматривал и другие мелкие частицы, в том числе частички камня из египетских пирамид. Сейчас для наблюдения броуновского движения используют частички краски гуммигут, которая нерастворима в воде. Эти частички совершают беспорядочное движение. Самым поразительным и непривычным для нас является то, что это движение никогда не прекращается. Мы ведь привыкли к тому, что любое движущееся тело рано или поздно останавливается. Броун вначале думал, что споры плауна проявляют признаки жизни.

Броуновское движение — тепловое движение, и оно не может прекратиться. С увеличением температуры интенсивность его растёт.

На рисунке 8.3 приведены траектории движения броуновских частиц. Положения частиц, отмеченные точками, определены через равные промежутки времени — 30 с. Эти точки соединены прямыми линиями. В действительности траектория частиц гораздо сложнее.

Объяснение броуновского движения.

Объяснить броуновское движение можно только на основе молекулярно-кинетической теории.

Причина броуновского движения частицы заключается в том, что удары молекул жидкости о частицу не компенсируют друг друга.

На рисунке 8.4 схематически показано положение одной броуновской частицы и ближайших к ней молекул.

При беспорядочном движении молекул передаваемые ими броуновской частице импульсы, например слева и справа, неодинаковы. Поэтому отлична от нуля результирующая сила давления молекул жидкости на броуновскую частицу. Эта сила и вызывает изменение движения частицы.

Молекулярно-кинетическая теория броуновского движения была создана в 1905 г. А. Эйнштейном (1879—1955). Построение теории броуновского движения и её экспериментальное подтверждение французским физиком Ж. Перреном окончательно завершили победу молекулярно-кинетической теории. В 1926 г. Ж. Перрен получил Нобелевскую премию за исследование структуры вещества.

Опыты Перрена.

Идея опытов Перрена состоит в следующем. Известно, что концентрация молекул газа в атмосфере уменьшается с высотой. Если бы не было теплового движения, то все молекулы упали бы на Землю и атмосфера исчезла бы. Однако если бы не было притяжения к Земле, то за счёт теплового движения молекулы покидали бы Землю, так как газ способен к неограниченному расширению. В результате действия этих противоположных факторов устанавливается определённое распределение молекул по высоте, т. е. концентрация молекул довольно быстро уменьшается с высотой. Причём чем больше масса молекул, тем быстрее с высотой убывает их концентрация.

Броуновские частицы участвуют в тепловом движении. Так как их взаимодействие пренебрежимо мало, то совокупность этих частиц в газе или жидкости можно рассматривать как идеальный газ из очень тяжёлых молекул. Следовательно, концентрация броуновских частиц в газе или жидкости в поле тяжести Земли должна убывать по тому же закону, что и концентрация молекул газа. Закон этот известен.

Перрен с помощью микроскопа большого увеличения и малой глубины поля зрения (малой глубины резкости) наблюдал броуновские частицы в очень тонких слоях жидкости. Подсчитывая концентрацию частиц на разных высотах, он нашёл, что эта концентрация убывает с высотой по тому же закону, что и концентрация молекул газа. Отличие в том, что за счёт большой массы броуновских частиц убывание происходит очень быстро.

Все эти факты свидетельствуют о правильности теории броуновского движения и о том, что броуновские частицы участвуют в тепловом движении молекул.

Подсчёт броуновских частиц на разных высотах позволил Перрену определить постоянную Авогадро совершенно новым методом. Значение этой постоянной совпало с ранее известным.

Основные положения МКТ. Тепловые явления - Физика, учебник для 10 класса - Класс!ная физика

Роберт Броун был не физиком, а ботаником, но это не помешало ему обнаружить одно из важнейших физических явлений, которое так и назвали — броуновское движение. Разбираемся, что это такое.

О чем эта статья:

Во второй половине ХIХ века в научных кругах разгорелась нешуточная дискуссия о природе атомов. На одной стороне дискуссии утверждали, что атомы — просто математические функции, удачно описывающие физические явления и не имеющие под собой реальной физической основы.С другой стороны настаивали, что атомы — это реально существующие физические объекты.

Самое смешное в этих спорах то, что за десять лет до их начала ботаник Роберт Броун уже провел эксперимент, который доказал физическое существование атомов. Вот, как это было:

Как Броун проводил эксперимент

Броун изучал поведение цветочной пыльцы под микроскопом и обнаружил, что отдельные споры в жидкости совершают абсолютно хаотичные движения.

Представьте себе, что мы издалека наблюдаем, как плотная толпа людей толкает над собой большой мяч. Причём каждый толкает мяч, куда хочет. Мы не видим отдельных игроков, потому что поле далеко от нас, но мяч мы видим — и замечаем, что перемещается он очень беспорядочно.

Мяч постоянно меняет направление своего движения, и пойти в какую-нибудь определенную сторону не желает. Предсказать его местоположение через заданное время — нельзя.

Вот что-то похожее на это Броун увидел при изучении пыльцы.

В первую очередь он начал грешить на движение потоков воды или ее испарение, но проверив эту гипотезу, отмел ее. Проведя множество экспериментов, Броун установил, что такое хаотичное движение свойственно любым микроскопическим частицам — будь то пыльца растений, взвеси минералов или вообще любая измельченная субстанция, помещенная в жидкость. Но причины этого явления он выяснить не смог (не в обиду ботаникам, но все же, это не его специализация).

В среднем, молекулы воздействуют на нее со всех сторон с равной интенсивностью и через равные промежутки времени. Однако, как бы ни мала была частица, в силу чисто случайных отклонений сначала она получает импульс со стороны молекулы, ударившей ее с одной стороны, а затем — со стороны молекулы, ударившей ее с другой. И так далее.

Также, если еще раз посмотреть на второе положение молекулярно-кинетической теории, можно заметить, что броуновское движение очень хорошо его доказывает: Атомы и молекулы находятся в непрерывном хаотическом движении.

Попробуйте курсы подготовки к ЕГЭ по физике с опытным преподавателем в онлайн-школе Skysmart!

Диффузия

Явление, которое доказывает первое и второе положения молекулярно-кинетической теории называется диффузия.

Диффузия — это взаимное проникновение частиц одного вещества в другое, обусловленное движением молекул.

Диффузия в газах

Если в комнате открыть флакон с духами или зажечь ароматизированную свечу, то запах вскоре будет чувствоваться во всей комнате. Распространение запахов происходит из-за того, что молекулы духов проникают между молекулами воздуха. На самом деле, в этом процессе очень большую роль играет такой вид теплопередачи, как конвекция, но и без диффузии не обошлось.

На самом деле, молекулы вокруг нас движутся очень быстро — со скоростью в сотни метров в секунду — это напрямую зависит от температуры.

Давайте проверим это сами несложным экспериментом:

Замерьте температуру воздуха в помещении. Распылите освежитель воздуха в одном углу, встаньте в другой и включите секундомер. А лучше проведите эксперимент вдвоем, чтобы один человек распылял, а другой включал секундомер — так не будет погрешности, но будет веселье ;)

Как только почувствуете аромат освежителя в противоположном от места распыления, выключите секундомер. Запишите результат измерения. А потом проветрите помещение и проделайте все то же самое. Время, через которое до вас дойдет запах, будет другим. Во втором случае аромат будет распространяться медленнее.

То есть, чем выше температура, тем больше скорость диффузии.

Диффузия в жидкостях

Если диффузия в газах происходит быстро — чаще всего за считанные секунды — то диффузия в жидкостях занимает минуты или в некоторых случаях часы. Зачастую это зависит от температуры (как и в эксперименте выше) и плотности вещества.

С диффузией в жидкостях вы встречаетесь, когда, например, размешиваете краску. Или когда смешиваете любые две жидкости, например, газировку с сиропом. Также из-за диффузии происходит загрязнение рек (да и в целом окружающей среды).

Ну или вот пример диффузии в жидкостях, с которым вы точно не встречались — акулы ищут свою жертву по запаху крови, который распространяется в океане за счет диффузии.

Диффузия в твёрдых телах

Диффузия в твёрдых телах происходит очень медленно. Например, при комнатной температуре (около 20 °С) за 4-5 лет золото и свинец взаимно проникают друг в друга на расстояние около 1 мм.

Кстати, если вы проведете такой эксперимент, то увидите, что в свинец проникло малое количество золота, а свинец проник в золото на глубину не более одного миллиметра. Такое различие обусловлено тем, что плотность свинца намного выше плотности золота.

Этот процесс можно ускорить за счет нагревания, как в жидкостях и газах. Если на тонкий свинцовый цилиндр нанести очень тонкий слой золота, и поместить эту конструкцию в печь на неделю при температуре воздуха в печи 200 градусов Цельсия, то после разрезания цилиндра на тонкие диски, очень хорошо видно, что свинец проник в золото и наоборот.

FOR-DLE.ru - Всё для твоего DLE ;)
Привет, я Стас ! Я занимаюсь так называемой "вёрсткой" шаблонов под DataLife Engine.

На своем сайте я выкладываю уникальные, адаптивные, и качественные шаблоны. Все шаблоны проверяются на всех самых популярных браузерх.
Раньше я занимался простой вёрсткой одностраничных, новостных и т.п. шаблонов на HTML, Bootstrap. Однажды увидев сайты на DLE решил склеить пару шаблонов и выложить их в интернет. В итоге эта парочка шаблонов набрала неплохую популярность и хорошие отзывы, и я решил создать отдельный проект.
Кроме шаблонов я так же буду выкладывать полезную информацию для DataLife Engin и "статейки" для веб мастеров. Так же данный проект будет очень полезен для новичков и для тех, кто хочет правильно содержать свой сайт на DataLife Engine. Надеюсь моя работа вам понравится и вы поддержите этот проект. Как легко и удобно следить за обновлениями на сайте?
Достаточно просто зарегистрироваться на сайте, и уведомления о каждой новой публикации будут приходить на вашу электронную почту!

ГДЗ Химия 8 класc Габриелян О.С. , Остроумов И.Г., Сладков С.А. 2019 §5 АТОМНО-МОЛЕКУЛЯРНОЕ УЧЕНИЕ. ХИМИЧЕСКИЕ ЭЛЕМЕНТЫ

Задание 2
На какие типы делятся вещества по элементному составу?
Делятся на простые и сложные вещества, а простые вещества в свою очередь ― на металлы и неметаллы.

Задание 3
Что такое ион? Ионы — это положительно или отрицательно заряженные частицы, которые образуются из атомов или групп атомов.
Сформулируйте первое положение атомно-молекулярного учения с учётом этого понятия.
Вещества состоят из молекул, которые находятся в непрерывном движении. Молекулы – мельчайшие частицы вещества, состоящие из атомов или ионов. Молекулы определяют химические свойства вещества.

Задание 4
Как можно объяснить тот факт, что известно 118 химических элементов, а природные вещества образованы только 90 элементами? Оставшиеся элементы являются радиоактивными, мало распространены в природе, очень неустойчивы, существуют долю секунды или синтезированы искусственно.

Задание 5
Вспомните с курса физики, что такое броуновское движение и диффузия.
Беспорядочное движение частиц вещества, взвешенных в жидкости или газе, которое происходит под влиянием соударений этих частиц с молекулами окружающей среды, называется броуновским движением.
Диффузия — это самопроизвольное распространение молекул одного вещества между молекулами другого.
Объясните, как эти явления доказывают реальность существования молекул и иллюстрируют положения атомно-молекулярного учения.
Движение частиц акварельной краски в нескольких каплях воды является броуновским движением и есть доказательством существования молекул и их постоянного движения. О наличии молекул можно судить по ударам, которые они производят, заставляя частицы краски двигаться.
Распространение запаха, распыленного дезодоранта в помещении, или исчезновение хорошо заметных невооружённым глазом малиновых разводов при растворении несколько кристалликов перманганата калия (марганцовки) и получение со временем совершенно однородного раствора являются примерами диффузии газообразных и жидких веществ ― доказательством наличия частиц вещества и их постоянного движения.

Задание 6
Объясните многообразие простых и сложных веществ.
Атомы химических элементов соединяются между собой в самых разнообразных сочетаниях и количественных соотношениях. Очевидно, что таких сочетаний образуется значительно больше из атомов различных химических элементов сложного вещества, чем из атомов одного химического элемента простого вещества.

На повестке дня новая тема, а пока разберëм домашнее задание из предыдущей статьи.

Вопрос был такой - сколько молекул воды в Дюймовочке.

Ответ - 7*10²³ штук.

Понятно, насколько это много?

Представьте, что планета Земля не одна, а один миллиард. На каждой живёт 7 миллиардов человек. Все волосы всех людей со всех планет и будет наш ответ)

Вот такая она маленькая - молекула.

Вторая важная особенность - она постоянно движется.

Броуновское движение

Явление хаотического движения мелких, взвешенных в жидкости частиц.

Явление это было открыто Робертом Броуном случайно, как часто это бывает. Ботаник изучал поведение цветочной пыльцы, а помог Альберту Эйнштейну доказать теорию строения вещества.

Именно он объяснил хаотичное поведение пыльцы тем, что её со всех сторон атакуют движущиеся молекулы воды.

Взаимное проникновение частиц одного вещества в другое, обусловленное движением молекул .

Именно диффузия объясняет смешение молочного коктейля с вишнёвым сиропом, наше "фи" когда мы чувствуем неприятный запах в маршрутке.

Конечно, не последнюю роль играет конвекция, но она помогает, а не является причиной.

Так в чём же разница этих явлений?

А разница в том, что при диффузии движение молекулы более "осмысленное", она движется по прямой, пока не столкнётся с другой молекулой. После столкновения продолжит своё прямолинейное движение до следующего столкновения. А броуновская частица "бьётся в конвульсиях", хаотически перемещаясь то туда, то сюда, без цели.

Представьте маленького котёнка на перекрёстке. Машины едут, гудят, а он мечется, кидается из стороны в сторону, не понимая где он и как перейти эту большую дорогу.

Котёнок - это и есть броуновская частица, а машины, проезжающие перекресток во всех направлениях - это уже диффузия.

Смешайте молочный коктейль с вишнёвым соком, выпейте его и поставьте лайк этой статье.

Читайте также: