Номер 21, страница 45, часть 1 - гдз по физике 7 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Начальные сведения о строении вещества. Параграф 5. Атомы и молекулы - номер 21, страница 45.

Условие.

21. Если открытый сосуд с углекислым газом уравновесить на весах и оставить так на некоторое время, то равновесие весов нарушится. Вследствие какого явления это происходит?

Решение.

Решение

Равновесие весов, на одной из чаш которых находится открытый сосуд с углекислым газом, нарушается вследствие физического явления, называемого диффузией.

Диффузия — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества в другое, обусловленный хаотическим тепловым движением частиц. В данном случае молекулы углекислого газа ($CO_2$), находящиеся в сосуде, и молекулы газов, составляющих воздух (в основном азот $N_2$ и кислород $O_2$), находятся в непрерывном беспорядочном движении.

Из-за этого движения происходит самопроизвольный процесс смешивания: молекулы углекислого газа постепенно покидают сосуд и распределяются в окружающем воздухе, а молекулы воздуха, в свою очередь, проникают внутрь сосуда.

Причина нарушения равновесия весов кроется в разнице масс молекул этих газов. Молярная масса углекислого газа ($CO_2$) составляет приблизительно $\text{44}$ г/моль. Средняя молярная масса воздуха, состоящего в основном из азота ($M(N_2) \approx 28$ г/моль) и кислорода ($M(O_2) \approx 32$ г/моль), составляет примерно $\text{29}$ г/моль.

Таким образом, молекулы углекислого газа значительно тяжелее молекул воздуха. В процессе диффузии происходит постепенное замещение более тяжелых молекул $CO_2$ в сосуде на более легкие молекулы газов из воздуха. Это приводит к уменьшению общей массы содержимого сосуда, из-за чего чаша весов с сосудом поднимается, а равновесие нарушается.

Ответ: Это происходит вследствие явления диффузии, из-за которого более тяжелый углекислый газ, находящийся в сосуде, постепенно замещается более легким воздухом из окружающей среды, что приводит к уменьшению массы на этой чаше весов.