Номер 3.13, 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 3.13, страница 10.

3.13 [57] Молекулы газа движутся со скоростями порядка нескольких сотен метров в секунду. Почему же в воздухе запах пролитого около нас эфира или бензина мы не чувствуем мгновенно?

Решение

Хотя отдельные молекулы газа действительно движутся с огромными скоростями (порядка 500 м/с для молекул воздуха при комнатной температуре), они не перемещаются на большие расстояния по прямой линии. Причина в том, что воздух представляет собой плотную среду, и молекулы пахучего вещества (эфира или бензина) на своем пути постоянно сталкиваются с молекулами газов, из которых состоит воздух (в основном азот и кислород).

Расстояние, которое молекула пролетает между двумя последовательными столкновениями, называется длиной свободного пробега. При атмосферном давлении эта длина очень мала. В результате каждого столкновения молекула меняет направление своего движения. Её траектория становится не прямой, а сложной ломаной линией, которую описывают как случайное блуждание.

Процесс медленного проникновения молекул одного вещества в другое за счет их хаотичного теплового движения называется диффузией. Именно скорость диффузии определяет, как быстро распространяется запах в неподвижном воздухе. Эта скорость значительно меньше, чем скорость движения отдельных молекул. Поэтому требуется некоторое время, чтобы концентрация молекул пахучего вещества вблизи нашего носа стала достаточной для того, чтобы мы почувствовали запах.

Если в помещении есть движение воздуха (сквозняк, работа вентилятора), то запах распространяется значительно быстрее за счет конвекции, то есть переноса вещества потоками воздуха. Но в спокойной атмосфере именно медленный процесс диффузии является причиной задержки.

Ответ: Запах распространяется не мгновенно из-за того, что молекулы пахучего вещества движутся не по прямой, а по сложной ломаной траектории, постоянно сталкиваясь с молекулами воздуха. Этот медленный процесс распространения вещества называется диффузией, и его скорость намного меньше скорости движения отдельных молекул.