§ 21. Движение молекул

Диффузия

1. Почему распространяются запахи? Почему, если на дно стакана положить несколько кусочков сахара и аккуратно налить сверху воду, то через некоторое время вода станет сладкой? Почему трудно вывернуть болт, если его несколько лет не вынимали?

Ответ на эти вопросы даёт второе положение молекулярно-кинетической теории строения вещества:

частицы вещества (молекулы, атомы, ионы) находятся в непрерывном хаотическом движении.

Напомним, что такое движение называют тепловым.

Слово «непрерывное» означает, что движение молекул вещества никогда не прекращается. Слово «хаотическое» означает, что нельзя выделить какое-то преимущественное направление, в котором двигалось бы большинство молекул, направление движения каждой молекулы постоянно меняется.

Одним из доказательств движения молекул служит явление диффузии.

Диффузия — явление проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества.

Теперь можно ответить на вопросы, поставленные в начале параграфа. Одной из причин распространения запаха является диффузия: молекулы пахучего вещества, двигаясь, проникают в промежутки между молекулами воздуха. Вода становится сладкой потому, что молекулы сахара проникают в промежутки между молекулами воды. Болт трудно вытащить потому, что молекулы вещества, из которого сделан болт, проникают в промежутки между молекулами того вещества, в которое он вкручен. Помимо этого, следует иметь в виду, что вещество, из которого сделан болт, окисляется и на нём образуется слой ржавчины, который тоже препятствует выкручиванию болта.

Скорость диффузии

2. Диффузия происходит во всех агрегатных состояниях вещества: в твёрдом, жидком и газообразном. Однако скорость диффузии в них различна: поскольку промежутки между молекулами газов сравнительно большие, то и скорость диффузии в них самая большая (запахи распространяются в воздухе очень быстро). В жидкостях диффузия происходит медленнее, чем в газах, поскольку молекулы жидкостей располагаются ближе друг к другу. Резкая граница между водой и медным купоросом, налитыми в один сосуд, как вам известно, становится размытой через несколько суток.

Ещё медленнее протекает диффузия в твёрдых телах. Если плотно прижать друг к другу пластины из золота и свинца и поместить их в печь, имеющую достаточно высокую температуру, то через год с помощью микроскопа можно будет обнаружить взаимное проникновение молекул этих веществ в межмолекулярные промежутки.

Скорость диффузии возрастает с повышением температуры. Так, если опустить на дно двух стаканов кристаллики марганцовки и один стакан поставить в холодильник, а другой оставить в комнате в тёплом месте (около батареи или плиты), то можно заметить, что вода быстрее окрасится в стакане, который находится в комнате.

Продолжение >>>