Номер 13, страница 10, часть 2 - гдз по физике 10 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Молекулярная физика и термодинамика. Глава V. Молекулярная физика. Параграф 25. Строение вещества - номер 13, страница 10.

Условие.

13. Можно ли беспорядочное движение пылинок в воздухе считать броуновским движением? Обоснуйте свой ответ.

Решение 2.

Нет, в общем случае беспорядочное движение пылинок в воздухе, которое мы обычно наблюдаем, нельзя считать броуновским движением.

Броуновское движение — это хаотичное движение микроскопических частиц (размером порядка 1 микрометра и меньше), взвешенных в жидкости или газе, вызванное непрерывными и неуравновешенными ударами молекул окружающей среды. Это движение служит прямым экспериментальным подтверждением положений молекулярно-кинетической теории о непрерывном и хаотическом движении атомов и молекул.

Движение пылинок, видимых невооруженным глазом, например, в луче солнечного света, имеет другую природу по двум основным причинам:

1. Размер и масса частиц. Видимые пылинки являются макроскопическими телами. Их масса и размеры слишком велики по сравнению с молекулами воздуха. Из-за этого огромное количество одновременных ударов молекул воздуха о поверхность пылинки с разных сторон статистически усредняется, и их действие практически полностью компенсирует друг друга. Результирующая сила от этих ударов близка к нулю и не способна вызвать заметное смещение частицы.

2. Причина движения. Основной причиной наблюдаемого беспорядочного движения пылинок являются макроскопические процессы — движение самого воздуха. Это конвекционные потоки (когда теплый воздух поднимается, а холодный опускается), сквозняки и любые другие воздушные течения. Пылинки, обладая малой плотностью, легко увлекаются этими потоками и просто делают их видимыми. Кроме того, на пылинки действует сила тяжести, из-за которой они со временем оседают.

Таким образом, для наблюдения истинного броуновского движения необходимы частицы значительно меньшего размера, чем обычная видимая пыль. Классическими примерами являются движение частиц дыма или спор растений в неподвижном воздухе или жидкости, наблюдаемое под микроскопом.

Ответ: Нет, беспорядочное движение видимых пылинок в воздухе не является броуновским движением. Причиной их движения служат потоки воздуха (сквозняки, конвекция), а не хаотичные удары молекул. Пылинки слишком велики и массивны для того, чтобы неуравновешенные удары молекул среды могли вызвать их заметное перемещение. Броуновское движение характерно только для микроскопических частиц.