Номер 22.10, страница 76 - гдз по физике 7-9 класс сборник задач Лукашик, Иванова

§ 22. Подвижность частиц жидкостей и газов. Глава 3. Давление твёрдых тел, жидкостей и газов - номер 22.10, страница 76.

22.10 [Д. 100] Почему в закрытом помещении запах духов распространяется быстрее при более высокой температуре?

22.10 Распространение запаха духов в закрытом помещении является примером физического явления, называемого диффузией. Этот процесс заключается во взаимном проникновении молекул одного вещества (в данном случае паров духов) в межмолекулярные промежутки другого вещества (воздуха) за счет их непрерывного и хаотического теплового движения.

Скорость этого процесса напрямую зависит от температуры среды. Согласно молекулярно-кинетической теории, температура является мерой средней кинетической энергии молекул. Средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул $E_k$ прямо пропорциональна абсолютной температуре $T$: $E_k \propto T$. Поскольку кинетическая энергия определяется как $E_k = \frac{m_0v^2}{2}$, где $m_0$ – масса молекулы, а $v$ – её скорость, то с повышением температуры средняя скорость движения молекул увеличивается.

Следовательно, при более высокой температуре в помещении и молекулы паров духов, и молекулы газов, составляющих воздух, движутся со значительно большей скоростью. Это приводит к тому, что они быстрее перемещаются, чаще сталкиваются и активнее перемешиваются друг с другом. В результате процесс диффузии ускоряется, и запах распространяется по всему объему комнаты быстрее.

Кроме того, необходимо учесть и процесс испарения. Духи — это летучая жидкость. Скорость испарения также увеличивается с ростом температуры, так как большее число молекул на поверхности жидкости приобретает достаточную кинетическую энергию, чтобы преодолеть силы межмолекулярного притяжения и перейти в газообразное состояние. Таким образом, в более теплом помещении в воздух за единицу времени поступает больше молекул духов, что также способствует более быстрому распространению запаха.

Ответ: В закрытом помещении запах духов распространяется быстрее при более высокой температуре по двум основным причинам:
1. Увеличивается скорость диффузии: с ростом температуры растет средняя скорость хаотического движения молекул как духов, так и воздуха, что приводит к их более быстрому перемешиванию.
2. Увеличивается скорость испарения: при более высокой температуре духи испаряются интенсивнее, и в воздух поступает большее количество пахучих молекул.