Как идёт диффузия
Сравни прохладную и более тёплую среду при одинаковом условном времени. Продвигай время и наблюдай смешивание.
Схему можно прокрутить вбок. Все значения повторены в расчёте ниже.
Иллюстрация беспорядочного смешивания; частицы увеличены, скорость процесса условная. Конвекция и химические реакции не моделируются.
Частицы движутся непрерывно
Атомы и молекулы вещества находятся в непрерывном беспорядочном движении. Его называют тепловым. Направления движения отдельных частиц различаются и меняются при взаимодействиях.
Температура связана с интенсивностью теплового движения: при нагревании средняя кинетическая энергия частиц возрастает. Это не означает одинаковой скорости всех частиц.
Непрерывность
Движение не прекращается в неподвижном сосуде
Беспорядочность
Нет одного общего направления
Температура
Меняет среднюю интенсивность движения
Внешний покой тела не означает покоя его частиц.
Почему стоящий стакан не летит вслед за молекулами воды?
Беспорядочные движения частиц направлены по-разному и не складываются в единое перемещение всего стакана.
Диффузия
Диффузия — взаимное проникновение частиц веществ вследствие их теплового движения. В результате первоначально разделённые вещества постепенно смешиваются.
Диффузия возможна в газах, жидкостях и твёрдых телах, но её скорость сильно зависит от среды и условий. В жидкости нагрев может создавать ещё и конвекционные потоки, поэтому не всякое быстрое окрашивание вызвано только диффузией.
| Процесс | Причина | Пример |
|---|---|---|
| Диффузия | Тепловое движение частиц | Постепенное смешивание |
| Перемешивание потоком | Общее движение жидкости или газа | Распространение запаха при ветре |
Диффузию нужно отличать от переноса вещества потоками.
Доказывает ли быстрое распространение запаха только диффузию?
Нет. Движение воздуха часто переносит вещество намного быстрее, чем одна диффузия.
Модель молекулы воды H₂O
Тепловое движение молекул не видно на статической модели; его объясняет интерактив выше.
Sakurambo; уточнение Plenz · Общественное достояние · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Жидкостный термометр
Температура связана с коллективным тепловым состоянием частиц.
Rama · CC BY-SA 3.0 fr · Источник. Без изменений.
Изображение временно недоступно. Ссылка на источник находится выше.
Что меняет температура
При прочих равных диффузия обычно ускоряется с ростом температуры. Чтобы сравнение было убедительным, сохраняют вещество, его количество, размеры сосудов и начальное расположение.
В модели два одинаковых слоя отличаются температурой. Сравнивай их при одинаковом условном времени. Шкала модели показывает тенденцию, а не предсказывает реальные секунды смешивания.
Одинаковый состав
Те же вещества
Одинаковая геометрия
Те же размеры и слои
Разная температура
Изменяем один фактор
Сравнение
Одинаковое время наблюдения
Влияние температуры исследуют при контроле остальных условий.
Почему нельзя сравнивать большую холодную ёмкость с маленькой тёплой?
Изменятся сразу температура и расстояния, которые нужно пройти частицам. Причину различия выделить будет трудно.
Броуновское движение
Под микроскопом можно наблюдать беспорядочное движение очень мелких частиц, взвешенных в жидкости. Их неравномерно толкают молекулы окружающей среды; это броуновское движение.
Видимая частица пыльцы или другой взвеси намного крупнее молекулы. Поэтому наблюдают не сами молекулы, а результат множества их ударов.
Тепловое движение молекул
Невидимые отдельные удары
Неравномерные столкновения
Меняется действие на частицу
Броуновское движение
Видимое беспорядочное перемещение
Броуновское движение служит наблюдаемым проявлением движения молекул среды.
Является ли движущаяся пылинка молекулой?
Нет. Она состоит из огромного числа частиц вещества и испытывает действие молекул жидкости или газа.
Шесть выводов
Тест · 10 вопросовОдин правильный ответ в каждом вопросе
Сначала изучи модель и конспект. За каждый верный ответ — 0,5 балла, максимум — 5. После проверки откроются пояснения.
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Физика, 7 класс», § 9. Тема и содержание сверены с файлом «7 класс. Физика — § 09. Тепловое.pdf». Объяснения, расчётные примеры и модели подготовлены для этого конспекта. Дополнительные зависимости в моделях отмечены отдельно.
Изображения загружаются непосредственно из интернета. Авторство и лицензии указаны под каждой иллюстрацией. Число частиц, размеры и цвета учебных схем условны.