Номер 5, страница 4 - гдз по физике 8 класс сборник вопросов и задач Марон, Марон

Тепловые явления. Основные положения молекулярно-кинетической теории строения вещества. Агрегатные состояния вещества. Смачивание и несмачивание. Капиллярные явления - номер 5, страница 4.

Условие.

5. Средние скорости молекул газов, образующих воздух в комнате, составляют сотни метров в секунду. Однако запах пахучих веществ распространяется по комнате с гораздо меньшей скоростью. Как это согласуется друг с другом?

Решение.

Решение
Данное явление объясняется различием между скоростью хаотического теплового движения отдельной молекулы и скоростью направленного переноса вещества (диффузии).

1. Скорость молекул. Молекулы газов, составляющих воздух (азот, кислород и др.), а также молекулы пахучего вещества действительно движутся с очень большими скоростями, порядка сотен метров в секунду. Это скорость их теплового, хаотического движения. Они движутся прямолинейно только на очень коротких отрезках.

2. Столкновения и траектория. Пространство комнаты плотно заполнено молекулами воздуха. Поэтому молекула пахучего вещества, двигаясь с огромной скоростью, практически мгновенно сталкивается с одной из молекул воздуха. После столкновения она отскакивает и меняет направление своего движения, затем сталкивается снова и так далее. В результате траектория движения каждой молекулы представляет собой сложную изломанную линию (так называемое "случайное блуждание").

3. Скорость распространения запаха (диффузия). Запах распространяется за счет процесса диффузии — постепенного проникновения молекул одного вещества в другое вследствие их теплового движения. Из-за постоянных столкновений и хаотичного изменения направления, результирующее смещение молекулы пахучего вещества от источника запаха за определенное время оказывается очень небольшим по сравнению с расстоянием, которое она "пробежала" бы за это же время по прямой. Таким образом, скорость распространения запаха в целом по комнате (скорость диффузии) оказывается значительно ниже, чем скорость движения отдельных молекул.

Следовательно, нет никакого противоречия. Высокая скорость относится к мгновенному движению отдельной молекулы между столкновениями, а низкая скорость — к макроскопическому процессу переноса вещества (запаха) по всему объему.

Ответ: Высокая скорость (сотни метров в секунду) — это скорость теплового движения отдельной молекулы между столкновениями с другими молекулами. Однако, из-за этих многочисленных и постоянных столкновений с молекулами воздуха, траектория каждой молекулы пахучего вещества представляет собой сложную ломаную линию. В результате процесс переноса запаха (диффузия) происходит очень медленно, и его скорость гораздо меньше скорости отдельных молекул.