Какие явления подтверждают движение молекул: диффузия

Научные опыты, с давних пор проводимые учеными всего мира, однозначно доказали, что частицы, из которых состоят все тела, находятся в постоянном движении.

Учение об этих мельчайших частичках, из которых состоит любое вещество (твердое, жидкое, газообразное), возникло в эпоху расцвета древних культур задолго до нашей эры. Знаменитые ученые и философы Демокрит, Эпикур, Анаксагор, Лукреций и другие сходились во мнении, что все состоит из мельчайших неделимых атомов, и разнообразные атомы образуют соответствующие разнообразные вещества. Ответ на вопрос: "Какие явления подтверждают движение молекул?" был найден позднее. В современную молекулярно-кинетическую теорию эти зародыши идей начинают оформляться только в XVIII веке нашей эры.

Какие явления подтверждают движение молекул?

Догадываться о том, что молекулы хаотично движутся, ученые начали давно. Но чтобы догадки стали чем-то более серьезным и получили научное обоснование, физики должны были себе и всему миру ответить на вопрос: "Какие явления подтверждают движение молекул?"

• Первое, что приходит в голову — это растворение.
• Второе — испарение.
• И третье, самое сложное — диффузия.

Диффузия

Диффузия — это взаимное проникновение молекул одного вещества в межмолекулярные пустоты другого вещества. В переводе с латыни термин "диффузия" обозначает "растекание, распространение".

Частицы, из которых состоят тела (газообразные, жидкие, твердые), находятся на определенном расстоянии друг от друга и постоянно движутся.

Интересно, что большую часть объема всякого тела занимает свободное пространство. Чтобы понять масштаб, можно представить ядро атома в виде небольшого лесного ореха, тогда орбиты электронов этого атома будут приблизительно равны размерам большого катка или огромного бассейна.

Диффузия в газах

Быстрее всего происходит движение молекул в газах. При этом частицы движутся хаотично.

Диффузия происходит как между однородными газами, так и между газами, разными по концентрации.

Диффузия в жидкостях

Связь между молекулами жидкостей более прочная, чем в газах.

Если в стакан, наполовину наполненный раствором медного купороса, медленно и аккуратно добавить прозрачной воды, то сначала граница между синей и прозрачной жидкостью будет обозначена четко и резко. Спустя совсем небольшой промежуток времени вода начнет голубеть, граница размываться, а позже жидкость станет светло-голубой и практически однородной.

Диффузия в твердых телах

Движение молекул в твердых телах протекает очень медленно. Но все же, если, например, наплавить небольшое количество золота на свинцовый стержень и оставить его так при температуре не менее 300 градусов, то по прошествии суток молекулы золота проникнут в межмолекулярные пустоты свинца примерно на сантиметр.

Диффузия в условиях нагревания

При нагревании диффузия происходит намного быстрее, следовательно, можно сделать вывод, что чем выше поднимается температура тела, тем выше становится скорость движения молекул. Соответственно, чем быстрее движутся молекулы, тем выше поднимается температура тела. При температуре, близкой к абсолютному нулю, скорость движения частиц максимально снижается.

Примеры диффузии

Примеры диффузии встречаются в быту, в промышленности, в жизни человека и животных:

• процессы сварки и пайки;
• производство металлических сплавов;
• дыхание рыб и наземных беспозвоночных;
• поступление питательных веществ из кишечника в кровь;
• заражение вирусами и инфекциями;
• курение;
• извлечение сахара из свеклы и тростника;
• распространение запахов (парфюмерная промышленность, ароматерапия, религиозные обряды);
• общение насекомых;
• поражение слезоточивым и другими ядовитыми газами, газовые камеры в концлагерях;
• загрязнение окружающей среды;
• заваривание настоев, чая и кофе, приготовление настоек, компотов, сиропов, растворение сахара и соли;
• смешивание коктейлей;
• соление и маринование овощей и других продуктов;
• слезы от лука.

Диффузия: тест

1. Какие явления подтверждают движение молекул? а) растворение, испарение, диффузия; б) диффузия, нагревание, склеивание.
2. Может ли капля растительного масла покрыть океан? а) да; б) нет, она растечется настолько, насколько позволит толщина в одну молекулу.
3. В каких телах диффузия течет быстрее? а) в газах; б) в жидкостях; в) в твердых телах; г) не имеет значения.
4. Нагреваясь, жидкости, металлы и газы в объеме: а) увеличиваются; б) уменьшаются; в) не изменяются.
5. Одинакова ли скорость молекул в неподвижном воздухе в жару и мороз? а) в мороз быстрее; б) в жару медленнее; в) в мороз медленнее; г) скорость не меняется.
6. Какой вывод можно сделать, изучив материал о диффузии: а) молекулы всех веществ на Земле неподвижны; б) молекулы всех веществ движутся с той или иной скоростью.
7. Зависит ли диффузия от температуры тел: а) с повышением температуры диффузия начинает протекать медленнее; б) с повышением температуры диффузия начинает происходить быстрее; в) диффузия никак не зависит от температуры.

Ответы: I — а; II — б; III — а; IV — а; V — в; VI — б; VII — б.