Народна Освіта » Фізика » § 2. Рух молекул і тепловий стан тіла.

НАРОДНА ОСВІТА

§ 2. Рух молекул і тепловий стан тіла.

Теплота - це швидкі коливання невідчутних частинок тіла... те, що ми відчуваємо як теплоту, для тіла -всього-навсього як рух.

Джон Локк

 

Як синіє все навколо, плаче дитинча. Ароматом матіоли сад мене стріча.

В. Сосюра

 

 

Тут ти дізнаєшся, що всі тіла складаються з окремих частинок, які взаємодіють між собою і здійснюють хаотичний рух; цей рух називають тепловим.

У науці загального визнання набула молекулярно-кінетична теорія будови речовини. Згідно з нею усі тіла складаються з частинок (молекул, йонів, атомів) які, рухаючись, стикаються одна з одною, або взаємодіючи через електромагнітні і гравітаційні поля, постійно змінюють напрям руху. Унаслідок цього вся велика сукупність цих частинок здійснює хаотичний рух, у якому неможливо визначити переважаючий напрям. Такі уявленння склалися на основі численних дослідів, проведених ученими у XVIII-XIX століттях, та аналізу різних фізичних явищ у природі.

Людина живе в безмежному полі різних запахів. Ми відчуваємо, як пахнуть фіалки у літню теплу пору. За відповідним запахом ми розрізняємо духи різних сортів. Аромат смачної їжі викликає у нас потребу її споживання.

Таких прикладів можна навести багато, врахувавши, що в жодному з подібних випадків людина не дотикається до предметів, які створюють запахи, а лише вдихає повітря, що їх оточує. Частинки речовини стикаються з органами відчуття і людина сприймає це як запах. В усіх подібних випадках ми зустрічаємося з явищем, яке в фізиці отримало назву дифузії (difuzlo - проникнення).

Дифузію можна спостерігати і в лабораторних умовах. Скористаємося тим, що хімічна сполука фенолфталеїн змінює колір під діє парів аміаку. Тому змочимо розчином фенолфталеїну смужку промокального паперу і розмістимо у скляному циліндрі. Закриємо циліндр аркушем картону, на нижній поверхні якого зна-

ходити меться шматочок вати, змоченої водним розчином аміаку (мал. δ).

 

Проникнення молекул однієї речовини у проміжки між молекулами другої речовини називається дифузією.

 

 

Паперова стрічка почне поступово червоніти - від верхнього кінця - до нижнього. Це свідчить, що пари аміаку приникають у нижню частину циліндра, хоча вони легші за повітря. Це можливе лише тоді, коли молекули цієї хімічної сполуки будуть рухатися і проникати поміж молекулами повітря в нижню частину циліндра. Таке явище проникнення молекул однієї речовини у проміжки між молекулами другої речовини називається дифузією.

Значна робота була проведена вченими з вивчення так званої теплової дифузії — самовільного проникнення частинок однієї речовини в проміжки між частинками другої речовини. Це явище порівняно легко спостерігати. Для цього достаньо взяти дві посудини з водою і на їх дно обережно покласти кристали якої-небудь розчинної в воді речовини, що має колір. Як правило, в цьому експерименті для цього використовують мідний купорос, розчин якого має блакитний колір (мал. 6).

Якщо посудини стоятимуть деякий час нерухомо, то можна помітити, що розчин мідного купоросу поступово підіймається вгору, хоча за законами механіки він повинен залишатися біля дна як речовина з більшою, ніж у води, густиною. Явище пояснюється як наслідок хаотичного переміщення і перемішування молекул води і мідного купоросу. Цікаво, що цей процес буде відбуватися швидше, якщо посудина стоятиме біля теплої батареї чи печі. З цього роблять висновок, що нагрівання чи охолодження речовин впливає на швидкість руху їх молекул. Явище дифузії відбувається і в твердих тілах. Хоча швидкість цього явища значно менша.

Дослідження дифузії дало підстави зробити висновки про рух молекул і наявність проміжків між ними.

 

Хаотичний рух молекул у речовині називають тепловим.

 

Прямим доказом хаотичності руху молекул стали результати досліджень шотландського ботаніка Броуна. Спостерігаючи в мікроскоп за квітковим пилком, він помітив, що часточки квіткового пилку, завислого в рідині, самовільно і неперервно рухаються. Відмічаючи положення однієї часточки пилку через рівні проміжки часу, вчений отримав картину, схожу на ту, що показана на мал. 7. Порівнюючи відрізки, що з’єднують положення часточки в різні моменти часу, учені зробили висновок, що їх рух хаотичний, тобто в ньому не можна визначити переважаючий напрям і швидкість (мал. 7).

Фундаментальні дослідження руху, який отримав назву броунівського, провів французький учений Ж. Перрен. Результати його досліджень привели вчених до однозначного висновку про існування молекул і їх рух. Саме внаслідок дії молекул на часточки пилку вони здійснювали переміщення. Оскільки швидкість часточок в досліді Броуна залежав від стану рідини (охолоджена, нагріта), такий рух молекул назвали тепловим.

Хаотичний рух молекул у речовині називають тепловим.

Прочитай і з'ясуй, що ти знаєш.

1. Які основні положення молекулярно-кінетичної теорії будови речовини?

2.    Які властивості молекул ілюструє явище дифузії?

3.    Який дослід підтверджує хаотичність руху молекул?

4.    За яких умов дифузія відбувається швидше?

5.    Який рух називається тепловим?

 

Це матеріал з Підручника Фізика 8 Клас Савченко

 

Категорія: Фізика

Автор: evg от 11-08-2016, 14:39, Переглядів: 1188