Номер 2, страница 160, часть 1 - гдз по физике 10 класс учебник Кронгарт, Казахбаева

2. Опишите особенности движения, расположения и взаимодействия частиц в различных агрегатных состояниях вещества.

1. Открытие броуновского движения стало одним из ключевых экспериментальных подтверждений молекулярно-кинетической теории строения вещества (МКТ). До этого момента атомы и молекулы считались удобной теоретической моделью, но их реальное существование не было доказано напрямую.

Броуновское движение — это беспорядочное, хаотическое движение микроскопических частиц (например, пыльцы), взвешенных в жидкости или газе. Наблюдая в микроскоп, можно увидеть, как эти частицы постоянно и хаотично перемещаются, меняя направление своего движения. Причина этого явления заключается в том, что невидимые молекулы жидкости или газа, находящиеся в непрерывном тепловом движении, постоянно и со всех сторон сталкиваются с взвешенной частицей. Поскольку число ударов и их сила с разных сторон в каждый момент времени не одинаковы, их суммарный импульс не равен нулю, что и заставляет частицу двигаться.

Важность открытия заключалась в следующем:

1. Наглядное доказательство существования молекул. Движение видимой частицы было прямым следствием существования невидимых, постоянно движущихся молекул.

2. Подтверждение теплового движения. Интенсивность броуновского движения увеличивается с ростом температуры, что доказывает связь между температурой вещества и средней кинетической энергией его молекул.

3. Количественная оценка. В 1905 году Альберт Эйнштейн, а затем и Мариан Смолуховский, создали количественную теорию броуновского движения. Эта теория позволила на основе наблюдаемых характеристик движения частиц рассчитать фундаментальные физические константы, такие как число Авогадро и, следовательно, определить размеры и массу самих молекул. Экспериментальная проверка, проведенная Жаном Перреном, полностью подтвердила выводы теории и окончательно утвердила атомистическую концепцию в физике.

Ответ: Открытие броуновского движения стало решающим экспериментальным доказательством реальности существования атомов и молекул и их непрерывного хаотического теплового движения, что является основой молекулярно-кинетической теории.

2. Особенности движения, расположения и взаимодействия частиц в различных агрегатных состояниях вещества следующие:

Твердое состояние. Расположение: частицы (атомы, ионы или молекулы) расположены в строго определенном порядке, образуя кристаллическую решетку. Они находятся очень близко друг к другу. Благодаря этому твердые тела сохраняют постоянный объем и форму. Движение: частицы не могут свободно перемещаться, они лишь совершают малые колебания около своих положений равновесия в узлах кристаллической решетки. Взаимодействие: силы притяжения и отталкивания между частицами очень велики. Потенциальная энергия взаимодействия частиц значительно превышает их кинетическую энергию ($E_п \gg E_к$).

Жидкое состояние. Расположение: частицы расположены близко друг к другу (плотность жидкостей сравнима с плотностью твердых тел), но не имеют строгого порядка в расположении (существует лишь "ближний порядок"). Жидкости сохраняют объем, но не сохраняют форму, принимая форму сосуда. Движение: частицы колеблются около временных положений равновесия и могут перескакивать с одного места на другое. Это обеспечивает текучесть жидкостей. Взаимодействие: силы взаимодействия все еще значительны и удерживают частицы на близком расстоянии, но недостаточны для их фиксации в одном положении. Кинетическая энергия частиц и их потенциальная энергия взаимодействия сопоставимы по величине ($E_п \approx E_к$).

Газообразное состояние. Расположение: частицы находятся на больших расстояниях друг от друга, которые во много раз превышают их собственные размеры. Порядок в расположении отсутствует. Газы не имеют ни собственной формы, ни постоянного объема и занимают весь предоставленный им объем. Движение: частицы движутся хаотично, с большими скоростями и по прямым линиям до столкновения друг с другом или со стенками сосуда. Взаимодействие: силы взаимодействия между частицами очень слабы и проявляются лишь в моменты коротких столкновений. Кинетическая энергия движения частиц значительно преобладает над потенциальной энергией их взаимодействия ($E_к \gg E_п$).

Ответ: В твердых телах частицы упорядочены, колеблются на месте и сильно взаимодействуют. В жидкостях частицы расположены близко, но неупорядоченно, могут перемещаться, а их взаимодействие остается сильным. В газах частицы находятся далеко друг от друга, движутся хаотично и практически не взаимодействуют.