Номер 4, страница 17 - гдз по физике 8 класс учебник Пурышева, Важеевская

Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества. Параграф 4. Движение молекул. Диффузия. Задание 3 - номер 4, страница 17.

Условие.

$4_3$. Проделайте опыт. Налейте в стакан холодной воды и опустите на дно кристаллик марганцовки (крупинку краски или каплю иода). Наблюдайте протекание диффузии. Измеряйте высоту окрашенного столба воды каждый день. Данные заносите в тетрадь. Определите, через какое время окрасится верхний слой воды.

Решение.

4з. Этот опыт предназначен для наблюдения физического явления — диффузии. Для его проведения нужно налить в прозрачный стакан холодную воду и аккуратно, не создавая течений, опустить на дно кристаллик перманганата калия (марганцовки) или другого красящего вещества. Сразу после этого у дна образуется область с высокой концентрацией растворенного вещества, имеющая интенсивную окраску.

Наблюдаемое явление объясняется непрерывным и хаотическим тепловым движением молекул. Молекулы марганцовки из области с высокой концентрацией (у дна) будут самопроизвольно перемещаться в область с низкой концентрацией (вверх, в чистую воду), а молекулы воды будут двигаться в обратном направлении. Этот процесс взаимного проникновения частиц одного вещества в другое и называется диффузией. В холодной воде молекулы обладают меньшей кинетической энергией, поэтому движутся медленнее, и, как следствие, процесс диффузии протекает очень медленно.

Для количественной оценки процесса необходимо ежедневно измерять высоту $\text{h}$ окрашенного столба воды с помощью линейки, ведя отсчет от дна стакана. Данные следует записывать в тетрадь, например: день 1 — высота $h_1$, день 2 — высота $h_2$, и так далее. Важно отметить, что граница окрашенной воды будет размытой, поэтому измерения будут приблизительными. Следует проводить измерения в одно и то же время и следить, чтобы стакан находился в покое, без тряски и перепадов температуры, которые могут вызвать перемешивание жидкости (конвекцию), значительно ускоряющую процесс.

Продолжая наблюдения, можно определить время, через которое окраска достигнет верхнего слоя воды. Это время будет зависеть от высоты столба воды и ее температуры. Для стандартного стакана высотой 10–15 см, наполненного холодной водой, процесс диффузии будет очень долгим. Первые едва заметные признаки окраски у поверхности могут появиться через одну-две недели. Для того чтобы вся вода в стакане приобрела равномерную окраску только за счет диффузии, могут потребоваться многие недели или даже месяцы.

Ответ: Время, через которое окрасится верхний слой воды, напрямую зависит от высоты столба жидкости и её температуры. В стакане с холодной водой высотой 10-15 см этот процесс займет значительное время из-за низкой скорости диффузии. Первые признаки окраски у поверхности воды можно будет наблюдать примерно через 7-14 дней, а для полного и равномерного окрашивания всего объема воды могут потребоваться недели или даже месяцы.