Номер 3.10, страница 10 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 3. Молекулы и атомы. Движение молекул. Глава 1. Начальные сведения о физических понятиях - номер 3.10, страница 10.

3.10 [48] Приведите пример опыта, подтверждающего, что вещество состоит из молекул, разделенных промежутками.

3.10 [48]

Одним из наиболее наглядных опытов, подтверждающих, что вещество состоит из молекул, между которыми есть промежутки, является опыт по смешиванию двух различных жидкостей, например, воды и этилового спирта.

Ход опыта:
1. Возьмём два мерных сосуда (мензурки). В один нальём точно отмеренный объём воды, например, $V_{воды} = 50$ мл. В другой нальём такой же объём спирта, $V_{спирта} = 50$ мл.
2. Теоретически, суммарный объём двух жидкостей должен быть равен сумме их объёмов: $V_{теор} = V_{воды} + V_{спирта} = 50 \text{ мл} + 50 \text{ мл} = 100 \text{ мл}$.
3. Затем аккуратно сольём обе жидкости в один более крупный мерный сосуд и перемешаем их.

Наблюдение и результат:
После смешивания и прекращения всех движений жидкости мы увидим, что итоговый объём смеси $V_{практ}$ стал меньше, чем ожидаемые $100$ мл. Он составит приблизительно $96-97$ мл. Таким образом, происходит уменьшение объёма: $V_{практ} < V_{теор}$.

Объяснение:
Этот эффект объясняется основными положениями молекулярно-кинетической теории. Все вещества состоят из мельчайших частиц — молекул (в данном случае молекул воды $H_2O$ и спирта $C_2H_5OH$). Между этими молекулами существуют промежутки. Молекулы разных веществ имеют разные размеры и форму. При смешивании молекулы одного вещества (например, спирта) проникают в промежутки между молекулами другого вещества (воды). В результате частицы "упаковываются" плотнее, чем в исходных жидкостях, что и приводит к уменьшению общего объёма смеси. Этот процесс можно сравнить со смешиванием стакана крупных шариков (например, гороха) и стакана мелких крупинок (например, песка). Общий объём смеси будет меньше, чем сумма объёмов гороха и песка по отдельности, так как песок заполнит пустоты между горошинами.

Другим ярким примером, доказывающим наличие межмолекулярных промежутков, является явление диффузии — самопроизвольного проникновения молекул одного вещества в межмолекулярные промежутки другого. Если в стакан с водой опустить кристаллик перманганата калия (марганцовки), то через некоторое время вся вода окрасится в фиолетовый цвет даже без перемешивания. Это происходит потому, что молекулы марганцовки, находясь в непрерывном хаотическом движении, проникают в пространство между молекулами воды.

Ответ: Примером опыта, подтверждающего наличие промежутков между молекулами, является смешивание $50$ мл воды и $50$ мл спирта. Итоговый объём смеси оказывается меньше $100$ мл (около $96-97$ мл), так как молекулы одного вещества проникают в промежутки между молекулами другого, что приводит к более плотной "упаковке" частиц.