Обсуди с товарищами, страница 31 - гдз по физике 7 класс учебник Пёрышкин, Иванов

Ответь на вопросы. § 9. Броуновское движение. Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества - страница 31.

Почему нельзя наблюдать броуновское движение чаинок в стакане чая?

Наблюдать броуновское движение чаинок в стакане чая нельзя, потому что это явление становится заметным только для очень малых, микроскопических частиц, размеры которых сопоставимы (хотя и значительно больше) с размерами молекул окружающей среды.

Броуновское движение возникает из-за хаотичных и неуравновешенных ударов молекул жидкости или газа по взвешенной в них частице. Чтобы движение было заметным, должны выполняться следующие условия:

1. Малый размер и масса частицы. Частица должна быть достаточно легкой, чтобы импульс от случайных ударов молекул мог привести к ее заметному смещению.
2. Статистическая неуравновешенность. Число молекул, ударяющих частицу с разных сторон в один и тот же момент времени, должно быть не слишком велико. Это позволяет возникать кратковременным "перевесам" силы ударов с одной из сторон, что и толкает частицу.

В случае с чаинками в стакане чая эти условия не выполняются:

• Чаинки — макроскопические объекты. Их масса и размеры на много порядков превышают массу и размеры молекул воды. Из-за большой инертности чаинки, чтобы ее сдвинуть, требуется очень большая сила, которую не могут создать случайные удары молекул.
• Усреднение воздействия. На большую поверхность чаинки одновременно ударяется огромное, астрономическое число молекул воды. Согласно закону больших чисел, эти многочисленные удары статистически усредняются, и суммарная сила их воздействия с любой стороны практически всегда равна нулю. Вероятность возникновения значимой нескомпенсированной силы пренебрежимо мала.
• Влияние других сил. На движение чаинок влияют гораздо более мощные силы, чем те, что вызывают броуновское движение. Это, в первую очередь, сила тяжести, заставляющая их оседать на дно, и конвекционные потоки. Горячая вода перемешивается (более теплые слои поднимаются, более холодные опускаются), создавая макроскопические потоки, которые и перемещают чаинки. Это движение не является броуновским.

Таким образом, для наблюдения броуновского движения нужны частицы размером порядка микрона (как у пыльцы, которую наблюдал Роберт Броун, или у частиц дыма), а чаинки для этого слишком велики.

Ответ: Броуновское движение чаинок в стакане чая наблюдать нельзя, поскольку чаинки — это слишком большие и массивные макроскопические частицы. Хаотичные удары молекул воды об их поверхность усредняются и взаимно компенсируются, не создавая силы, достаточной для смещения чаинки. Движение чаинок определяется силой тяжести и конвекционными потоками в жидкости.