Номер 1, страница 13 - гдз по физике 7 класс контрольные и самостоятельные работы Громцева

Введение. Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Самостоятельные работы. СР-7. Броуновское движение. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах. Вариант № 1 - номер 1, страница 13.

Решение.

Решение

Броуновское движение — это хаотическое движение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе, которое происходит из-за постоянных столкновений с молекулами окружающей среды. Скорость броуновской частицы не является постоянной величиной, она непрерывно меняется по модулю и направлению. Однако интенсивность этого движения (которую условно можно назвать скоростью) зависит от нескольких ключевых факторов.

Температура среды. Это основной фактор, влияющий на интенсивность броуновского движения. Скорость движения частиц напрямую зависит от температуры среды. С повышением температуры средняя кинетическая энергия молекул жидкости или газа увеличивается ($E_k \propto T$). Вследствие этого удары молекул о броуновскую частицу становятся более частыми и сильными, что и приводит к увеличению скорости её перемещения. При понижении температуры интенсивность движения уменьшается.

Размер и масса частицы. Интенсивность движения обратно пропорциональна размеру и массе броуновской частицы. Чем меньше и легче частица, тем она более подвижна. Это объясняется тем, что для изменения скорости более массивной, инертной частицы требуется больший суммарный импульс от молекул среды. Для мелких частиц даже неуравновешенность ударов небольшого числа молекул приводит к заметному смещению, в то время как для крупных частиц удары с разных сторон в большей степени компенсируют друг друга.

Вязкость среды. Скорость броуновской частицы также обратно зависит от вязкости (внутреннего трения) среды. В более вязкой среде (например, в глицерине по сравнению с водой) частица испытывает большее сопротивление своему движению. Силы трения тормозят частицу, поэтому чем выше вязкость, тем медленнее происходит броуновское движение.

Эти зависимости можно увидеть в формуле Эйнштейна для коэффициента диффузии $\text{D}$, который количественно характеризует интенсивность движения:
$D = \frac{k_B T}{6 \pi \eta r}$
где $\text{T}$ — абсолютная температура, $\eta$ — вязкость среды, $\text{r}$ — радиус частицы, а $k_B$ — постоянная Больцмана. Чем больше $\text{D}$, тем интенсивнее движение.

Ответ: Скорость (интенсивность движения) броуновских частиц зависит от:
- температуры среды (прямая зависимость: чем выше температура, тем выше скорость);
- размера и массы частиц (обратная зависимость: чем меньше частица, тем выше скорость);
- вязкости среды (обратная зависимость: чем меньше вязкость, тем выше скорость).