Номер 1, страница 179 - гдз по физике 10 класс учебник Кабардин, Орлов

ЕГЭ

1. На мокрую пористую бумагу, лежащую на дне горизонтального плоского сосуда, закрытого крышкой, капнули каплю концентрированного раствора марганцовки. В таблице представлены результаты измерений диаметра $\text{D}$ пятна на бумаге, наблюдаемого через промежуток времени $\text{t}$.

$\text{t}$, ч: 0, 1, 2, 4

$\text{D}$, мм: 6, 10, 11,5, 13,5

Какое явление стало причиной роста размеров пятна с течением времени?

1) растворение

2) диффузия

3) распад красителя

4) броуновское движение

1. В задаче описан эксперимент: на мокрую пористую бумагу капают концентрированный раствор марганцовки и наблюдают за изменением размера пятна. Данные в таблице показывают, что диаметр $\text{D}$ фиолетового пятна увеличивается с течением времени $\text{t}$. Это означает, что частицы марганцовки, создающие окраску, распространяются от центра капли по всей площади мокрой бумаги.

Проанализируем предложенные физические явления:

1) Растворение — это процесс смешивания твёрдого вещества с растворителем до образования однородной смеси (раствора). В нашем случае используется уже готовый раствор марганцовки, поэтому процесс растворения уже произошел до начала эксперимента. Это не причина роста пятна.

2) Диффузия — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, обусловленный их хаотическим тепловым движением. В данном эксперименте молекулы (а точнее, ионы перманганата $MnO_4^−$, которые и придают раствору фиолетовый цвет) из области с высокой концентрацией (в центре пятна) самопроизвольно перемещаются в область с низкой концентрацией (в окружающую воду, которой пропитана бумага). Это приводит к постепенному "расползанию" и увеличению диаметра окрашенного пятна. Это явление полностью соответствует наблюдаемой картине.

3) Распад красителя — это химическая реакция, в результате которой молекулы красителя разрушаются. Такой процесс, скорее всего, привел бы к обесцвечиванию пятна, а не к его увеличению в размерах.

4) Броуновское движение — это хаотическое движение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе, под действием ударов молекул окружающей среды. Броуновское движение является микроскопической причиной диффузии, но сам макроскопический процесс переноса вещества из-за разности концентраций называется именно диффузией. Поэтому для описания роста пятна в целом корректнее использовать термин "диффузия".

Таким образом, причиной роста размеров пятна с течением времени является диффузия частиц марганцовки в воде, которой пропитана бумага.

Ответ: 2