Номер 1, страница 17 - гдз по физике 7 класс самостоятельные и контрольные работы Марон, Марон

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Контрольная работа № 1. Вариант 4 - номер 1, страница 17.

Условие.

1. Как можно объяснить с точки зрения молекулярного строения вещества зависимость скорости диффузии от температуры?

Решение.

1. Зависимость скорости диффузии от температуры объясняется на основе положений молекулярно-кинетической теории (МКТ). Согласно этой теории, все вещества состоят из мельчайших частиц (молекул, атомов), которые находятся в непрерывном и хаотическом тепловом движении.

Диффузия представляет собой процесс взаимного проникновения молекул одного вещества в межмолекулярные промежутки другого, что является прямым следствием этого теплового движения.

Температура вещества является мерой средней кинетической энергии его частиц. Связь между средней кинетической энергией поступательного движения молекул $E_k$ и абсолютной температурой $\text{T}$ выражается формулой:$E_k = \frac{3}{2}kT$,где $\text{k}$ — постоянная Больцмана.

В свою очередь, кинетическая энергия связана со скоростью движения $\text{v}$ и массой $\text{m}$ молекулы соотношением $E_k = \frac{m v^2}{2}$.

Сопоставляя эти формулы, мы видим, что при повышении температуры $\text{T}$ средняя кинетическая энергия молекул $E_k$ увеличивается, а это, в свою очередь, означает увеличение средней скорости их движения $\text{v}$.

Поскольку диффузия — это результат движения молекул, то чем выше их скорость, тем интенсивнее и быстрее происходит их перемешивание и проникновение друг в друга. Таким образом, с ростом температуры скорость диффузии увеличивается. И наоборот, при понижении температуры молекулы движутся медленнее, и процесс диффузии замедляется.

Наглядным примером служит растворение сахара в чае: в горячей воде сахар растворится гораздо быстрее, чем в холодной.

Ответ: С повышением температуры увеличивается средняя кинетическая энергия и, как следствие, средняя скорость хаотического движения молекул вещества. Так как диффузия является результатом этого движения, более быстрое движение молекул приводит к ускорению процесса их взаимного проникновения, то есть к увеличению скорости диффузии.