Номер 73, страница 14 - гдз по физике 7 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Первоначальные сведения о строении вещества. Взаимное притяжение и отталкивание молекул - номер 73, страница 14.

Условие.

► 73. В стакан налейте до краев воду. Поднесите медицинскую пипетку близко к поверхности воды и капните каплю туши. В течение 5 мин наблюдайте за распространением туши в воде. Объясните наблюдаемое явление. Через какое время тушь распределится в воде равномерно?

Решение.

Объясните наблюдаемое явление.

Наблюдаемое явление распространения капли туши в воде называется диффузией. Диффузия — это процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, который происходит вследствие непрерывного и хаотического теплового движения частиц.

Молекулы воды находятся в постоянном беспорядочном движении. Они сталкиваются с частицами красителя, из которых состоит тушь, со всех сторон. Эти многочисленные, хотя и не скомпенсированные в каждый момент времени, удары заставляют частицы туши также двигаться хаотично по всему объему жидкости. Такое хаотичное движение взвешенных в жидкости или газе частиц под действием ударов молекул окружающей среды называется броуновским движением.

В результате этого процесса частицы туши постепенно перемещаются из области, где их концентрация была высокой (место падения капли), в области с низкой концентрацией, пока не распределятся равномерно по всему объему стакана.

Ответ: Наблюдаемое явление — это диффузия, обусловленная непрерывным и хаотическим тепловым движением молекул воды и частиц туши.

Через какое время тушь распределится в воде равномерно?

Процесс диффузии в жидкостях, без внешнего перемешивания, является достаточно медленным. За 5 минут наблюдения можно будет увидеть, как тушь образует цветные разводы и облачка, но полного равномерного распределения не произойдет.

Время, необходимое для достижения однородного состояния, зависит от нескольких факторов:

• Температуры воды: чем выше температура, тем интенсивнее движение молекул и быстрее протекает диффузия.
• Размеров стакана: в большем объеме для равномерного распределения потребуется больше времени.
• Наличия конвекционных потоков: даже незначительные перепады температуры или случайные толчки могут вызвать движение слоев воды, что значительно ускорит процесс перемешивания.

Если исключить любые внешние воздействия и конвекцию, то для полного и равномерного распределения туши в стакане воды исключительно за счет диффузии может потребоваться очень много времени — от нескольких часов до нескольких суток.

Ответ: Для того чтобы тушь распределилась в воде равномерно только за счёт диффузии, потребуется значительное время, намного превышающее 5 минут. В зависимости от условий это может занять от нескольких часов до нескольких дней.