Номер 4, страница 248 - гдз по физике 10 класс учебник Грачев, Погожев

Параграф 43. Основные положения молекулярно-кинетической теории. Характер движения и взаимодействия молекул в газах, жидкостях и твёрдых телах. Глава 7. Основы молекулярно-кинетической теории и термодинамики. Молекулярная физика и термодинамика - номер 4, страница 248.

Условие.

4. Как изменяется темп хаотического движения молекул при нагревании (охлаждении) среды? Какие эксперименты подтверждают это?

Решение.

Темп хаотического движения молекул напрямую зависит от температуры среды. При нагревании среда получает энергию, что ведёт к увеличению средней кинетической энергии её молекул. Поскольку кинетическая энергия связана со скоростью формулой $E_k = \frac{m v^2}{2}$, увеличение энергии при постоянной массе молекулы ($m$) приводит к увеличению скорости ($v$) её движения. Таким образом, при нагревании темп хаотического движения молекул увеличивается. Соответственно, при охлаждении среды темп движения молекул уменьшается.

Данную зависимость подтверждают многочисленные эксперименты, среди которых наиболее известными являются наблюдение диффузии и броуновского движения.
Явление диффузии, то есть взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, протекает значительно быстрее в более нагретой среде. Например, капля краски, добавленная в стакан с горячей водой, окрасит весь объём воды гораздо быстрее, чем в стакане с холодной водой. Это объясняется тем, что молекулы горячей воды движутся с большей скоростью.
Броуновское движение — хаотичное движение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе, — также становится более интенсивным при повышении температуры. Это происходит потому, что молекулы среды, двигаясь быстрее, наносят по частицам более частые и сильные удары. Оба эксперимента наглядно демонстрируют, что скорость движения молекул возрастает с температурой.

Ответ: При нагревании среды темп хаотического движения молекул увеличивается, а при охлаждении — уменьшается. Это подтверждается экспериментами по наблюдению диффузии и броуновского движения: скорость протекания этих явлений напрямую зависит от температуры.