Ответьте на вопросы, страница 6 - гдз по физике 8 класс учебник Закирова, Аширов

Ответьте на вопросы

1. Почему обитатели рек, морей и океанов могут длительное время находиться под водой без воздуха?

2. Почему кусок сахара растворяется быстрее в горячей воде, чем в холодной?

3. Почему молекулы кислорода и азота распределены в атмосфере Земли равномерно? Известно, что молекула кислорода тяжелее.

1. Почему обитатели рек, морей и океанов могут длительное время находиться под водой без воздуха?

Обитатели водной среды, как и наземные животные, нуждаются в кислороде для дыхания. Однако они получают его не из атмосферного воздуха, а из воды. Дело в том, что в воде всегда растворено некоторое количество газов из воздуха, в том числе и кислород. Молекулы газов, находясь в непрерывном хаотическом движении, при соприкосновении с поверхностью воды проникают в промежутки между молекулами воды. Этот процесс называется диффузией. В результате в воде появляется растворенный кислород. У рыб и большинства других водных животных есть специальные органы дыхания — жабры, которые эффективно извлекают этот кислород из воды, обеспечивая их дыхание.

Ответ: Обитатели рек, морей и океанов дышат кислородом, который растворен в воде. Этот кислород попадает в воду из воздуха благодаря явлению диффузии, а водные животные извлекают его с помощью специальных органов, например, жабр.

2. Почему кусок сахара растворяется быстрее в горячей воде, чем в холодной?

Скорость растворения напрямую зависит от температуры растворителя. Это связано с тем, что температура является мерой средней кинетической энергии движения молекул. В горячей воде молекулы воды движутся гораздо быстрее и обладают большей энергией, чем молекулы холодной воды. Когда кусок сахара оказывается в воде, молекулы воды начинают сталкиваться с его поверхностью. В горячей воде эти столкновения происходят чаще и с большей силой. Более энергичные молекулы воды эффективнее «выбивают» молекулы сахара из его кристаллической структуры. Кроме того, процесс диффузии — равномерное распределение оторвавшихся молекул сахара по всему объему воды — также протекает значительно быстрее при высокой температуре, так как и молекулы сахара, и молекулы воды движутся интенсивнее. Сочетание этих двух факторов и приводит к более быстрому растворению сахара в горячей воде.

Ответ: В горячей воде молекулы движутся быстрее. Из-за этого они чаще и с большей энергией сталкиваются с поверхностью сахара, быстрее разрушая его структуру. Процесс диффузии также ускоряется, что в совокупности приводит к быстрому растворению.

3. Почему молекулы кислорода и азота распределены в атмосфере Земли равномерно? Известно, что молекула кислорода тяжелее.

Несмотря на то, что молекула кислорода ($O_2$) тяжелее молекулы азота ($N_2$), газы в атмосфере не расслаиваются под действием силы тяжести. Причина заключается в непрерывном и хаотическом тепловом движении молекул. Все молекулы газов в атмосфере движутся с огромными скоростями (сотни метров в секунду), постоянно сталкиваясь друг с другом и изменяя направление движения. Кинетическая энергия этого движения значительно превосходит разницу в потенциальной энергии молекул из-за их веса. Этот интенсивный и беспорядочный процесс движения приводит к самопроизвольному перемешиванию газов — диффузии. В результате диффузии любые возникающие неоднородности в концентрации газов быстро сглаживаются, и смесь становится гомогенной (однородной). Этому процессу также активно способствуют ветры и конвекционные потоки в атмосфере.

Ответ: Молекулы газов в атмосфере находятся в непрерывном и хаотическом тепловом движении. Энергия этого движения настолько велика, что она полностью преодолевает действие силы тяжести, приводя к постоянному перемешиванию (диффузии) газов и созданию однородной смеси.