Номер 1, страница 196 - гдз по физике 10 класс учебник Мякишев, Буховцев

Вопросы к параграфу. Параграф 58. Броуновское движение. Глава 8. Основы молекулярно-кинетической теории - номер 1, страница 196.

Условие.

Решение.

Решение 3.

Скорость распространения ароматических веществ в воздухе определяется совокупностью двух основных физических процессов: диффузии и конвекции.

Диффузия — это процесс самопроизвольного проникновения молекул одного вещества в межмолекулярные промежутки другого, который происходит вследствие непрерывного хаотического теплового движения частиц. Молекулы ароматического вещества, испаряясь, начинают беспорядочно двигаться и сталкиваться с молекулами газов, составляющих воздух (в основном, азота и кислорода). В результате этих столкновений происходит постепенное перемешивание и распространение запаха из области с высокой концентрацией в область с низкой.

Скорость процесса диффузии определяется несколькими ключевыми факторами. Во-первых, температурой воздуха: чем выше температура, тем больше средняя кинетическая энергия и скорость движения молекул (кинетическая энергия $E_k$ пропорциональна абсолютной температуре $T$), и, соответственно, тем быстрее происходит диффузия. Во-вторых, массой молекул ароматического вещества: при одинаковой температуре более легкие молекулы движутся быстрее, поэтому вещества с меньшей молярной массой распространяются путем диффузии быстрее. В-третьих, свойствами самой среды: в более плотном воздухе (например, при высоком давлении) молекулы будут испытывать больше столкновений, что замедлит их распространение.

Конвекция — это перенос вещества потоками газа. В отличие от диффузии, это макроскопический процесс. Воздух в любом помещении или на открытом пространстве почти никогда не бывает абсолютно неподвижным. Различные воздушные потоки (сквозняки, ветер, восходящие потоки от нагревательных приборов, работа систем вентиляции) подхватывают молекулы ароматического вещества и переносят их вместе с массой воздуха. Этот процесс, как правило, на порядки быстрее диффузии.

Скорость распространения запаха за счет конвекции зависит главным образом от скорости и направления движения воздушных потоков. Также на возникновение естественных конвекционных потоков влияет разность температур в разных частях пространства, так как теплый воздух менее плотный и поднимается вверх, а холодный, более плотный, опускается вниз.

Таким образом, хотя в основе распространения запаха лежит молекулярное движение (диффузия), в реальных условиях доминирующим фактором, определяющим скорость, с которой мы ощущаем запах на расстоянии, является перенос запаха воздушными потоками (конвекция).

Ответ: Скорость распространения ароматических веществ в воздухе определяется в первую очередь скоростью и направлением воздушных потоков (конвекцией), а также процессом диффузии, на скорость которого влияют температура воздуха и масса молекул ароматического вещества.