Номер 2, страница 10, часть 1 - гдз по физике 8 класс рабочая тетрадь Грачев, Погожев

Часть 1. Глава 1. Молекулярная теория строения вещества. Параграф 4. Движение молекул - номер 2, страница 10.

Условие.

2. Объясните, почему темп движения броуновских частиц увеличивается: а) при нагревании среды; б) при уменьшении размеров частиц.

а) ________;

б) ________.

Решение.

а) Броуновское движение представляет собой хаотическое перемещение микроскопических частиц, взвешенных в жидкости или газе, под действием ударов молекул окружающей среды. Температура среды является мерой средней кинетической энергии её молекул. Согласно молекулярно-кинетической теории, средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул прямо пропорциональна абсолютной температуре: $E_k = \frac{3}{2}kT$, где $\text{k}$ – постоянная Больцмана, а $\text{T}$ – абсолютная температура. При нагревании среды её температура $\text{T}$ растёт, следовательно, увеличивается и средняя кинетическая энергия молекул. Это означает, что молекулы среды начинают двигаться со значительно большей скоростью. В результате этих изменений столкновения молекул среды с броуновской частицей становятся более частыми и более сильными (энергичными). Каждый удар передает частице больший импульс, что приводит к увеличению скорости (темпа) её хаотического движения.

Ответ: При нагревании среды увеличивается скорость движения её молекул, что приводит к более частым и сильным столкновениям с броуновскими частицами, заставляя их двигаться быстрее.

б) Причиной броуновского движения является нескомпенсированность ударов молекул среды о поверхность частицы. В каждый момент времени на частицу с разных сторон налетает разное количество молекул, создавая неуравновешенную результирующую силу, которая и толкает частицу. Для крупной частицы, обладающей большой площадью поверхности и массой, количество одновременных ударов огромно, и они в значительной степени уравновешивают друг друга. Возникающая результирующая сила оказывается слишком малой, чтобы заметно сдвинуть массивную, инертную частицу. У частицы меньшего размера, во-первых, значительно меньше масса, а следовательно, и инерция. Согласно второму закону Ньютона ($a = F/m$), даже небольшая результирующая сила способна придать ей заметное ускорение. Во-вторых, для маленькой частицы статистические флуктуации (случайные отклонения) в числе ударов с разных сторон становятся более существенными. Нескомпенсированность ударов проявляется гораздо сильнее, что приводит к более резким и частым изменениям скорости и направления движения. Таким образом, чем меньше размер частицы, тем она чувствительнее к ударам молекул среды и тем интенсивнее её движение.

Ответ: Уменьшение размеров частицы приводит к уменьшению её массы и инерции, а также к увеличению влияния нескомпенсированных ударов молекул среды. В результате частица легче изменяет свою скорость и движется интенсивнее.