Гіпермаркет знань >> фізика >> Фізика 7 клас >> Рух молекул. дифузія

• Чому запах духів поширюється по всій кімнаті? Чи можуть «зростися» два шматочки металу? Від чого залежить швидкість руху атомів і молекул? На ці та інші питання ви зможете відповісти, прочитавши цей параграф.

1.Знакомімся з тепловим рухом

Відповідно до сучасних уявлень, атоми і молекули, з яких складається речовина, знаходяться в безперервному хаотичному русі. Такий рух називається тепловим.

Тепловий рух неможливо побачити неозброєним оком, адже розміри молекул дуже малі.

Однак існує багато фізичних явищ, пояснити які можна тільки спираючись на той факт, що молекули постійно рухаються.

Мал. 2.15. Скориставшись лійкою з довгим носиком, можна акуратно налити розчин мідного купоросу на дно склянки з водою

Мал. 2.16. Спостереження явища дифузії в рідинах: в результаті дифузії різка межа між розчином мідного купоросу і водою поступово зникає

2. Згадуємо визначення дифузії

Безперечним доказом руху молекул служить фізичне явище , Добре відоме вам з курсу природознавства, - дифузія (від лат. Diffusio - поширення, розтікання).

Нагадаємо, що дифузією називають взаємне проникнення дотичних речовин один в одного, що відбувається в результаті теплового (хаотичного) руху молекул (атомів).

3. Спостерігаємо дифузію в газах і рідинах

Згадайте, що відбувається, якщо десь в кімнаті розлити ароматне речовина, наприклад духи, - його запах незабаром буде відчуватися всюди. Це означає, що молекули ароматного речовини, рухаючись, потрапляють в проміжки між молекулами повітря, яким заповнена кімната, т. Е. Спостерігається дифузія . Саме в результаті дифузії в газах ми відчуваємо запах свіжоспеченого хліба з булочної або запах прогрітій сонцем трави.

Дифузію можна спостерігати і в рідинах. Проведемо такий досвід. У прозору посудину з чистою водою за допомогою воронки наллємо розчин мідного купоросу так, щоб рідини не змішалися (рис. 2.15). Спочатку ми спостерігаємо різкий кордон між водою і розчином мідного купоросу. Залишивши посудину в спокої на кілька днів, ми побачимо, що вся рідина в посудині придбала бірюзовий колір (рис. 2.16). Причому перемішування рідин відбулося без втручання ззовні. Схематично процес дифузії зображений на рис. 2.17. численні досліди свідчать, що дифузія в рідинах протікає значно повільніше, ніж в газах. Ще повільніше відбувається дифузія в твердих тілах. Чому? Відповідь на це питання слід шукати в особливостях розташування молекул газів, рідин і твердих тіл.

4. З'ясовуємо, як пов'язані швидкість руху молекул і температура

Приготуємо дві посудини, як показано на рис. 2.15. Один з судин поставимо в тепле місце, другий - в холодну. Подивившись через деякий час на судини, ми переконаємося, що в теплому розчині дифузія відбулася набагато швидше.

У разі підвищення температури швидкість дифузії в газах також збільшується.

Залежність швидкості дифузії від температури особливо помітна для твердих тіл. Так, англійський металург Вільям Роберт Остін провів наступний досвід. Він наплаву тонкий диск золота на свинцевий циліндр (рис. 2.18, а) і на кілька днів помістив цей циліндр в піч, де підтримувалася температура близько 400 ° С. Виявилося, що золото продіффундіровало через весь циліндр (рис. 2.18, б); тим часом при кімнатній температурі дифузія практично не спостерігалася.

Таким чином, ми з'ясували, що чим вище температура речовини , Тим швидше відбувається дифузія, т. Е. Молекули швидше рухаються.

Досить складні експерименти показують, що при будь-якій температурі в речовині є молекули, що рухаються досить повільно, і молекули, швидкість яких висока. Якщо кількість молекул речовини, що мають високу швидкість, збільшується, т. Е. Збільшується середня швидкість молекул, то це означає, що температура речовини також збільшується.

5. Дізнаємося про дифузії в природі і її застосуванні в техніці

Явище дифузії дуже поширене в природі. завдяки дифузії вуглекислий газ потрапляє в листя рослин; кисень з повітря - на дно водоймищ; поживні речовини вбираються в кишечнику; кисень з легенів потрапляє в кров, а з крові - в тканини і т. д.

Дифузію широко застосовують в техніці. Одним із прикладів є дифузне зварювання металів. Шматки металів міцно притискають один до одного, нагрівають до високої температури, але нижче температури плавлення. У місці з'єднання відбувається дифузія, і шматки металів як ніби зростаються.

Мал. 2.17. Схематичне зображення процесу дифузії: молекули однієї рідини проникають в проміжки між молекулами іншої і в результаті з часом рідини повністю перемішуються

Мал. 2.11 Досвід зі спостереження дифузії в твердих тілах: а - свинцевий циліндр з напаяв золотий платівкою; б - той же циліндр в кінці досвіду

• підводимо підсумки

атоми і молекули, з яких складається речовина, знаходяться в безперервному хаотичному русі. Такий рух називається тепловим, оскільки збільшення температури речовини відповідає збільшенню середньої швидкості руху його молекул (атомів).

Одним із доказів руху частинок речовини є фізичне явище, яке називається дифузією. Дифузія - взаємне проникнення дотичних речовин один в одного, що відбувається в результаті теплового хаотичного руху молекул (атомів).

• Контрольні питання

1. Що називають тепловим рухом?

2. Дайте визначення дифузії.

3. Наведіть приклади дифузії в газах, рідинах і твердих тілах.

4. Від чого залежить швидкість дифузії? Поясніть причини цієї залежності.

5. Наведіть приклади дифузії в природі.

вправи

1. У чому відмінність холодної води від гарячої на «молекулярний погляд»?
2. В якому стані речовини (газоподібному, твердому або рідкому) дифузія відбувається швидше? Чому?
3. Вуглекислий газ важчий, ніж інші гази, однак він присутній у верхніх шарах атмосфери. Поясніть це явище.
4. Заборонено перевозити разом з їжею такі речовини, як гас, бензин, фарби. Чому?
5. Швидкість руху молекул газу становить кілька сотень метрів в секунду. Чому ж ми відчуваємо запах розлитої рідини не миттєво, а через деякий час?
6 Чому чай заварюють окропом, а не холодною водою? 7. Чому сушена слива розбухає у воді? 8 У дві склянки з водою одночасно опустили по однаковому шматочку цукру (див. Малюнок). В якому склянці початкова температура води була вище?
9. Відчувши небезпеку, кальмар викидає темно-синю захисну рідину. Чому через деякий час вода, пофарбована цією рідиною, навіть у спокійному стані знову стає прозорою?

10. Чи правильним, на вашу думку, є твердження, що запах свіжого хліба з пекарні поширюється лише в тому напрямку, куди дме вітер? Обгрунтуйте свою відповідь.

• експериментальні завдання

1. Надуйте дві повітряні кульки. Один кулька помістіть в тепле місце, другий - в холодну. Через добу порівняйте, який кулька виявився менше здути. Чому?
2. Приготуйте міцний розчин кухонної солі. Налийте в склянку чисту воду, потім за допомогою воронки обережно налийте розчин солі на дно склянки (див. Малюнок). Спробуйте верхню рідина на смак, переконайтеся, що вона несолона. Відставте стакан на добу, а потім знову спробуйте воду. Який результат ви отримали? Поясніть його.

3. Візьміть два тонкостінних склянки. В один з них налийте холодну воду, в іншій - гарячу. За допомогою піпетки опустіть на дно кожного стакана кілька крапель міцного чаю. Поясніть результати.

• Фізика і техніка в Україні

Іван Павлович Пулюй (1845- 1918) народився на Тернопільщині.

Вчені особливо відзначають роботи Івана Пулюя в галузі молекулярної фізики - дані про коефіцієнти внутрішнього тертя і дифузії газів і пари. Ці дані є вихідними при обчисленні таких мікроскопічних величин, як середня довжина вільного пробігу молекул, їх кількість в одній грам-молекулі і т. П. В області електротехніки Іван Пулюй удосконалив технологію виготовлення освітлювальних ламп, першим досліджував неонове світло. За участю Пулюя запущено ряд електростанцій на постійному струмі в Австро-Угорщині, а також перша в Європі на змінному струмі. Значний внесок був внесений Пулюєм в дослідження рентгенівських променів.

Фізика. 7 клас: Підручник / Ф. Я. Божинова, Н. М. Кірюхін, О. О. Кірюхіна. - X .: Видавництво «Ранок», 2007. - 192 с .: іл.

конспект уроку і опорний каркас презентація уроку інтерактивні технології акселеративного методи навчання Практика тести, тестування онлайн завдання і вправи домашні завдання практикуми та тренінги питання для дискусій в класі Ілюстрації відео- та аудіоматеріали фотографії, картинки графіки, таблиці, схеми комікси, притчі, приказки, кросворди, анекдоти, приколи, цитати Доповнення реферати шпаргалки фішки для допитливих статті (МАН) література основна та додаткова словник термінів Удосконалення підручників та уроків виправлення помилок в підручнику заміна застарілих знань новими Тільки для вчителів календарні плани навчальні програми методичні рекомендації обговорення Ідеальні уроки-кейси

Якщо у вас є виправлення або пропозиції до даного уроку, Напишіть нам .

Якщо ви хочете побачити інші коригування та побажання до уроків, дивіться тут - освітній форум .