Как доказать что частицы движутся
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?»
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 в жидкостях
Связь между молекулами жидкостей более прочная, чем в газах.
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:
Диффузия: тест
Ответы: I — а; II — б; III — а; IV — а; V — в; VI — б; VII — б.
Основные положения вещества (частиц)
1. Ученые, которые занимались изучением строения вещества
Разработка основных положений веществ это достижение Ломоносова Михаила Васильевича. Теория Ломоносова установлена на основе предположений древнегреческих философов. Что все вещества состоят из мельчайших частиц, молекул. Михаил Ломоносов является основателем молекулярной физики.
2. Строение вещества
Первое положение: все вещества состоят из мельчайших частиц.
Доказательством существования того, что все вещества состоят из мельчайших частиц. Является электронный микроскоп. Который увеличивает частицы в миллионы раз. Существуют каталоги, в которых можно увидеть частицы и узнать их размеры.
3. Доказательство, что вещество состоит из мельчайших частиц
Вторым доказательством будет опыт.
4. Доказательство, что между частицами есть промежутки
Опыт № 2: Возьмем металлический шарик. Подвесим его на нити. Он свободно проходит через кольцо. Нагреем шарик. Через кольцо он пройти не может. Так как промежутки между частицами увеличились. И изменился его объем. Размер промежутков зависит от температуры. Чем выше температура. Тем больше промежутки. И наоборот.
Опыт № 3: Возьмем мензурку с длинным горлышком. Опустим горлышко в сосуд с водой. И нагреем колбу. В воде появляются мелкие пузырьки. Опыт доказывает, что между частицами есть промежутки. Которые при нагревании увеличиваются, а при охлаждении уменьшаются. Пример. Возьмем стакан с водой. И все молекулы в нем, пометим. И выльем в Чёрное море. Через некоторое время зачерпнем в стакан воду. В стакане окажется несколько молекул из стакана.
5. Частицы движутся
5.1. Опыт Броуна
В торое положение: частицы движутся.
Доказательством служит опыт английского ботаника Броуна. Который был проведен в 1827 году. Он взял капельку росы. Смешал с цветочной пыльцой. И посмотрел под микроскопом. Частицы пыльцы находились в непрерывном движении. Броун объяснил опыт так. Молекулы воды движутся и толкают цветочную пыльцу в направлении большего удара. В результате частицы пыльцы, движутся хаотично и беспорядочно. Это и есть броуновское движение. Теория броуновского движения красочно описана немецким физиком Р. Поль.
5.2. Понятие броуновского движения и его свойства
Броуновским движением называют тепловое движение молекул.
5.3. Понятие явления диффузии
Движением молекул объясняется явление диффузии.
Явлением диффузии называют смешивание одного вещества с другим.
Рассмотрим в газах. Опыт № 4: Возьмем медные опилки. И поместим их в мензурку. Нальем азотную кислоту, закроем мензурку. В следствие химической реакции образуется бурый дым. Дым мгновенно заполняет всё пространство. Значит скорость движения частиц очень большая. Еще пример. Проехала машина. И из выхлопной трубы выброшены клубы дыма. Через какое-то мгновение дым исчезает и так далее. Молекулы дыма и воздуха смешались между собой. Объясняется тем, что молекулы дыма занимают промежутки между молекулами воздуха. А молекулы воздуха занимают промежутки между молекулами дыма.
В жидкостях. Опыт № 5: В мензурку нальем воду. При помощи трубочки аккуратно нальём раствор медного купороса. Между жидкостями образуется граница. Подождём. Через несколько дней граница нарушается или становится размытой. Потому, что молекулы воды движутся. И заполняют промежутки между молекулами медного купороса. А молекулы медного купороса заполняют промежутки между молекулами воды. Происходит явление диффузии. Это явление происходит гораздо медленнее чем в газах. Так как молекулы движутся с меньшей скоростью.
В твердых телах. Опыт № 6: Возьмем две пластинки из меди и золота. Положим их друг на друга. Сверху поставим груз. Через 5 лет образуется однородный золото-медный слой. Объясняется это тем, что молекулы в твердых веществах движутся гораздо медленнее, чем в жидкостях.
6. Взаимодействие частиц
Третье положение. Частицы взаимодействуют.
2 комментария к “Основные положения вещества (частиц)”
I am incessantly thought about this, thanks for posting.
Движение частиц веществ
В предыдущем параграфе мы обсудили два опыта, иллюстрирующих справедливость первого основного положения МКТ. Теперь рассмотрим опыты, иллюстрирующие второе основное положение молекулярно-кинетической теории.
 |
Броуновское движение. В 1827 г. британский учёный Р.Броун, изучая растения при помощи микроскопа, обнаружил необычное явление. Плавающие на воде споры (мелкие семена некоторых растений) скачкообразно двигались без видимых на то причин (см. рисунок). Броун наблюдал это движение несколько дней, однако так и не смог дождаться его прекращения. Броун понял, что имеет дело с неизвестным науке явлением, поэтому очень подробно его описал. Впоследствии это явление учёные-физики назвали по имени первооткрывателя – броуновским движением.
Объяснить броуновское движение невозможно, если не предположить, что молекулы воды находятся в беспорядочном, никогда не прекращающемся движении. Они сталкиваются друг с другом и с другими частицами. Наталкиваясь на споры, молекулы вызывают их скачкообразные перемещения, что Броун и наблюдал в микроскоп. А поскольку молекулы в микроскоп не видны, движение спор и казалось Броуну беспричинным.
 |
На этом рисунке – модель броуновского движения. Множество мелких шариков символизируют собой молекулы воды, а большой шар – спору. Количество ударов шариков о шар слева и справа, сверху и снизу, спереди и сзади не всегда одинаково. Под действием «перевеса» ударов с какой-нибудь стороны шар будет перескакивать на новое место.
Диффузия. Для наблюдения явления диффузии бросим несколько крупинок краски в высокий сосуд с водой, и они опустятся на дно. Вскоре вокруг них образуется облачко окрашенной воды. Оставим сосуд в покое на несколько недель в прохладной комнате. Наблюдая за сосудом всё это время, мы обнаружим постепенное распространение окраски по всей высоте сосуда.
 |
Как объясняется диффузия? Частицы веществ, беспорядочно двигаясь, проникают в промежутки друг между другом, что и означает самостоятельное смешивание веществ – диффузию.
Запах духов или бензина довольно быстро распространяется по комнате или гаражу. Так происходит потому, что духи и бензин испаряются – переходят в газообразное состояние, а диффузия в газах происходит быстро: за секунды-минуты. Заметно медленнее диффузия идёт в жидкостях: недели–месяцы, а в твёрдых телах – очень медленно: годы–столетия.
Скорость движения частиц и температура. При проведении опытов замечено, что в тёплой комнате диффузия происходит быстрее. Например, на солнечном подоконнике диффузия краски в воду завершается заметно раньше (см. рисунки). Кстати, при повышении температуры броуновское движение также ускоряется.
 |
Как же объяснить ускорение этих явлений? Объяснение одно: повышение температуры тела приводит к увеличению скорости движения всех составляющих его частиц.
Итак, каковы же выводы из опытов? Самостоятельное движение частиц веществ происходит при любой температуре. Однако при повышении температуры движение частиц ускоряется, что приводит к возрастанию их кинетических энергий (см. § 5-д). В результате эти более «энергичные» частицы ускоряют протекание диффузии, броуновского движения и других явлений, например, испарения и растворения.
Тепловое движение — доказательство явления, виды и признаки
Молекулы или атомы веществ не находятся в состоянии покоя, а непрерывно движутся. Тепловое движение — это беспорядочное коллективное перемещение частиц вещества. Обычно рассматривается это явление для атомов или молекул, но оно характерно для любых частиц (электронов, ионов и других).
Температура и скорость
Скорость теплового движения молекул зависит от температуры вещества. Чем выше температура, тем они движутся быстрее. Именно температура является мерой того, насколько интенсивно движутся молекулы или атомы.
Для повышения температуры нужно передать телу некоторое количество теплоты. Эта теплота идет на увеличение внутренней энергии тела. В нее вносят вклад кинетическая и потенциальная энергия молекул или атомов, составляющих вещество. Чем больше их энергия, тем быстрее они движутся.
Большинство молекул перемещается со скоростью, близкой к средней, и лишь небольшое их число имеет скорость намного меньшую или намного большую. Относительное число молекул, движущихся с определенной скоростью, можно найти с помощью функции распределения Максвелла по скоростям. Формулу это функции открыл Джеймс Клерк Максвелл. Из распределения Максвелла можно найти:
Также скорость передвижения частиц зависит от их массы. Чем масса больше, тем медленнее они движутся.
Доказательства явления
Для доклада на тему «Что называется тепловым движением» важно рассмотреть доказательства. Это броуновское движение и диффузия. Броуновское движение — это хаотическое перемещение взвешенных в жидкости твердых частиц. Броун впервые наблюдал такое поведение частичек пыльцы в воде.
Если посмотреть в микроскоп на взвешенную в воде пыльцу, будет видно, что частичка беспорядочно движется. Почему так происходит? Поскольку масса частички пыльцы сравнима с массой молекулы, эти удары заставляют ее двигаться скачками, так как в каждый момент времени случайным образом количество ударов с одной стороны оказывается больше, чем с другой.
Иногда понятие теплового движения в физике путают с понятием броуновского, однако это ошибка. Тепловым движением называют перемещение частиц самого вещества, тогда как под броуновским — частиц, взвешенных в жидкости или газе.
Именно тепловым движением объясняется явление диффузии. Она может происходить в разных классах веществ, даже в твердых телах, но там она идет значительно медленнее, чем в газах или жидкостях.
При диффузии частицы одного вещества проникают между частицами другого. При этом они движутся от области с большей концентрацией в область с меньшей, и концентрация сама по себе с течением времени выравнивается.
Примеры диффузии — это растворение сахара, соли и других веществ в воде, распространение запахов. При этом с ростом температуры растет и скорость диффузии, так как передвижение молекул становится интенсивнее.
Тепловое движение в различных веществах
Частицы любого вещества совершают тепловое движение. Но в зависимости от того, какое состояние рассматривается, этот процесс несколько отличается:
Эти различия связаны с отличием в строении разных агрегатных состояний.
В газе частицы мало взаимодействуют друг с другом и расположены неупорядоченно. Они имеют разные скорости и двигаются в различных направлениях.
В жидкостях существует только ближний порядок, то есть близко расположенные частицы взаимодействуют друг с другом сильнее, чем относительно удаленные. Они могут колебаться около положения равновесия, образовывать слои и перемещаться из одного в другой.
В твердых телах существует дальний порядок, атомы или молекулы обычно образуют кристаллическую решетку и находятся в ее узлах. Такая структура не дает им свободно перемещаться.
Тепловым движением называется непрерывное хаотическое перемещение частиц вещества. Оно характерно для любых веществ, а интенсивность его зависит от температуры. Доказать явление можно, рассматривая броуновское движение и диффузию.
Тепловые явления, в принципе, можно объяснить и
без гипотезы движения молекул.
Броуновское движение НЕ доказывает, а только позволяет
ПРЕДПОЛОЖИТЬ, что причиной хаотического движения
частиц служит движение молекул. Размер броуновских
частиц может быть больше, чем размер микроорганизмов
или простейших, которые тоже могут толкать эти частицы.
самый простой. в кружку с горячим чаем кинь сахар и оставь. сахар со временем растворится.
тепло и тепловыделение
Диффузия происходит и в твердых телах. Это доказывает такой опыт: две отполированные плоские пластинки из золота и свинца, положенные друг на друга, выдерживались при комнатной температуре в течение 5 лет. За это время пластинки срослись, образовав единое целое, причем молекулы золота проникли в свинец, а молекулы свинца — в золото на глубину до 1 см.
Скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества и температуры. С повышением температуры скорость диффузии возрастает, а с понижением — уменьшается.
Диффузия, как и броуновское движение, является наглядным доказательством непрерывного движения молекул во всех веществах
тело двигается и молекулы в мести с ни тоже двигаются.