Глава 1. Первоначальные сведения о строении вещества

§ 4. Движение молекул. Диффузия (окончание)

8. Диффузия происходит и в твёрдых телах. Однако молекулы твёрдых тел находятся ещё ближе друг к другу, чем молекулы жидкостей, поэтому диффузия в твёрдых телах протекает очень медленно. Был проделан такой эксперимент. Сложили вместе две хорошо отполированные плитки из свинца и золота, прижали их друг к другу и поместили в печь с высокой температурой, но меньшей, чем температура плавления металлов. Приблизительно через год, рассмотрев под микроскопом тонкий пограничный слой, в нём обнаружили присутствие как молекул золота, так и молекул свинца.

9. В природе, технике и быту можно обнаружить множество явлений, в которых проявляется диффузия: окрашивание, склеивание, спайка и др. При окрашивании ткани, например, частицы краски проникают в промежутки между частицами ткани.

Диффузия имеет большое значение в жизни человека и животных. В частности, благодаря диффузии кислород из окружающей среды поступает в организм человека не только через лёгкие, но и через кожу. Посредством диффузии питательные вещества проникают из кишечника в кровь.

10. Мы установили, что скорость диффузии различна в газах, жидкостях и твёрдых телах, она зависит от агрегатного состояния вещества. Возникает вопрос: от чего ещё зависит скорость диффузии? Оказывается, что она зависит от температуры.

Температура — это физическая величина, которая характеризует тепловое состояние тела.

Так, температура горячей воды выше, чем холодной; зимой температура воздуха на улице ниже, чем летом.

Как вы знаете, температуру измеряют термометром. Единицей температуры является градус Цельсия (1 °С).

Для того чтобы выяснить, как зависит скорость диффузии от температуры тела, возьмём два сосуда с водой и медным купоросом (см. рис. 11, а). Один из них поставим в холодильник, а другой оставим в комнате. Через некоторое время можно будет увидеть, что при более высокой температуре диффузия происходит быстрее.

Поскольку диффузия — следствие движения молекул, то можно сделать вывод, что скорость движения молекул и температура тела связаны между собой:

чем больше средняя скорость движения молекул тела, тем выше его температура.

Вопросы для самопроверки

1. Приведите примеры явлений, доказывающих, что молекулы движутся.

2. Как вы понимаете, что движение молекул беспорядочное и непрерывное?

3. Чем отличается движение молекулы газа от механического движения тела?

4*. Как в опыте Штерна были определены скорости движения молекул?

5. Какое явление называют диффузией?

6. Сравните скорость диффузии в газах, жидкостях и твёрдых телах.

7. Как связаны скорость диффузии и средняя скорость движения молекул с температурой тела? Поясните ответ примерами.

Задание 3

1. Почему детские воздушные шарики постепенно уменьшаются в объёме? Ответ обоснуйте.

2. Объясните, почему сахар и другие пористые продукты нельзя долго хранить около пахучих веществ.

3. В какой воде — холодной или горячей — сахар растворяется быстрее? Почему? Ответ обоснуйте.

4_Э. 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.

5_Э. Пронаблюдайте диффузию в твёрдых телах. Для этого возьмите маленькую стеклянную пластину (можно пластину или линейку из оргстекла), положите на неё кристаллик марганцовки и покройте его расплавленным парафином. Поместите пластину в тёплое место. Рассматривайте её каждый день. Определите, через сколько дней будет заметен результат диффузии.

6_Э. Возьмите два стакана. В один налейте воду комнатной температуры, а в другой — столько же холодной воды. Опустите в каждый из них по кристаллику марганцовки. Стакан с холодной водой поставьте в холодильник, второй стакан оставьте в комнате. Ежедневно отмечайте положение границы между окрашенной и чистой водой в стаканах. Данные записывайте в тетрадь. По результатам опыта сделайте вывод о зависимости скорости диффузии от температуры.

7_Д. Подготовьте сообщение о роли диффузии в процессе жизнедеятельности организма человека, используя различные источники информации, в том числе Интернет.

<<< К началу