Как доказать что частицы сахара 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.

Источник

Урок по теме «Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Размеры молекул»

Разделы: Физика

Тип урока: урок изучения нового материала.

Изложение нового материала

Сегодня мы приступаем к изучению нового раздела физики, который называется “Основы молекулярно-кинетической теории” (МКТ).

Цель урока: познакомиться с основными положениями молекулярно-кинетической теории и их опытными подтверждениями.

Кто скажет: Что такое молекула?

I. Все, кто интересуется окружающим нас миром, хотели бы знать, как устроена материя. И даже не из праздного любопытства, а скорее всего для практических целей:

Отсюда видно, что вопрос о природе вещества имеет большое значение для нашего с вами благосостояния и является одной из вечных проблем физики.

Вот каково значение представлений о строении вещества!

II. Всегда ли существовала эта теория в том виде, в котором мы ее изучаем в школе? Каковы пути ее становления?

История МКТ

Еще в 4-ом веке до нашей эры греческий ученый Демокрит считал, что все вещества состоят из мельчайших частичек. Однако у древних греков эти идеи были не более чем гениальной догадкой.

В 17 веке атомистика возрождается вновь, но уже не как догадка, а как научная гипотеза.

Особенное развитие эта гипотеза получила в трудах Михаила Васильевича Ломоносова (1711 – 1765 г.), который пытался объяснить известные физические и химические явления, исходя из молекулярного строения вещества. Ломоносов причину тепла видел в движении частиц тела.

Таким образом, Ломоносовым были по существу сформулированы молекулярно-кинетические представления.

Во второй половине 19 века и в начале 20 века атомистика превратилась в научную теорию.

III. На что же опирается МКТ?

Основные положения МКТ:

IV. Опытные подтверждения МКТ

Многие опыты подтверждают представления о строении вещества. Рассмотрим некоторые из них.

Опыт 1. Шар Гравезанда

При нагревании тел объем увеличивается, вследствие чего увеличиваются и промежутки между частицами.

Доказывает наличие промежутков между частицами.

Опыт 2. Окрашивание воды марганцовокислым калием.

— Почему небольшим кристаллом КМnО₄ можно окрасить воду?

— О чем свидетельствует проникновение одного вещества в другое?

Ответ: О существовании промежутков в веществе, т.е. о дискретности его строения.

Опыт 3. Смешивание 50 мл воды и 50 мл спирта.

V

Фотографии, полученные с помощью электронного проектора, позволяют рассмотреть расположение атомов в веществе.

Увеличение проектора (n) равно отношению радиуса сосуда (R) к радиусу острия ( r ) и достигает двух миллионов. Именно поэтому удается видеть отдельные атомы.

n =

Диаметр атома вольфрама, определяемый с помощью ионного проектора, оказывается равным приблизительно 2 * 10 –8 см. Размеры атомов, найденные другими методами, оказываются примерно такими же. Размеры молекул, состоящих из многих атомов, естественно, больше.

Эти размеры так малы, что их невозможно себе представить. В таких случаях прибегают к помощи сравнения. Вот одно из них. Если молекулу воды увеличить до размеров яблока, то само яблоко станет размером с земной шар.

V. Оценка размеров молекул

Для полной уверенности в реальности существования молекул необходимо определить их размеры.

Объем слоя масла равен произведению его площади поверхности S на толщину слоя d, Найти: d т.е. V = S d. Следовательно, размер молекулы оливкового масла равен: d =

VI. Отработка изученного материала

Вопросы обучающимся:

1. Приведите примеры доказательств существования молекул.

2. Приведите факты, показывающие делимость веществ.

3. В чем состоит явление диффузии?

4. Какие опыты доказывают, что между молекулами твердых и жидких тел действуют силы притяжения и отталкивания?

5. Почему полировка трущихся поверхностей может привести не к уменьшению трения, а, наоборот, к увеличению?

6. Как доказать, что кусок сахара состоит из частиц?

7. Как экспериментально доказать, что частицы сахара взаимодействуют между собой?

8. Как доказать, что частицы сахара движутся?

9. Почему в холодной воде сахар растворяется медленнее?

VII. Подведение итогов

IX. Рефлексия: предлагается учащимся ответить на “вопросы”:

Дается оценка своей учебной деятельности на уроке.

Источник

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.

Источник

Презентация к открытому уроку по физике. Тема «Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства.»

Онлайн-конференция

«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Описание презентации по отдельным слайдам:

Вопросы урока: Почему при нагревании тела расширяются? Почему вы чувствуете запахи? Почему пылинки летают беспорядочно?

Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства.

Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Цели урока: 1. Что такое атомистическая гипотеза строения вещества 2. Экспериментальные доказательства атомистической гипотезы. 3. Практическая значимость изучаемой темы

Век наш не случайно называют атомным (атомные корабли, атомные электростанции, атомные бомбы). К атомизму мы привыкаем с детства и не видим ничего удивительного в том, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших частиц

СОЗДАТЕЛИ АТОМНОЙ ТЕОРИИ Джон Дмитрий Дальтон Менделеев Амедео Эрнест Авогадро Резерфорд

Фундаментом МКТ является атомистическая гипотеза: все тела в природе состоят из мельчайших структурных единиц – атомов и молекул

Цель молекулярно-кинетической теории: объяснение свойств макроскопических тел и тепловых процессов, протекающих в них, на основе представлений о том, что все тела состоят из отдельных, беспорядочно движущихся частиц.

Модели молекул Модель молекулы аспирина Модель молекулы соли Модель молекулы метана

Модель молекулы водорода Модель молекулы хлора Модель молекулы воды

Основные положения МКТ: 1. все тела состоят из молекул, между которыми есть промежутки; 2. частицы вещества находятся в непрерывном хаотическом движении; 3. частицы вещества взаимодействуют друг с другом

Броуновское движение – хаотичное непрерывное движение частиц, помещенных в жидкость или газ, в таких условиях, что сила тяжести не влияет на их движение (взвешенные частицы). Теория Броуновского движения – Энштейн – 1905 г., опытная проверка – Перрен (фр.)

Сцепление свинцовых цилиндров

Вопросы к опыту по взаимодействию свинцовых цилиндров: Зачем надо ровное зачищение поверхностей цилиндров? Зачем надо плотно притирать их соединение? На основе какого результата опыта можно судить о силах взаимодействия частиц?

Фотография расположения атомов вольфрама, полученная с помощью электронного проектора

Вопросы: Приведите примеры доказательств существования молекул. Приведите факты, показывающие делимость вещества. В чем состоит явление диффузии? Почему полировка трущихся поверхностей может привести не к уменьшению трения, а наоборот, к увеличению? Как доказать, что кусок сахара состоит из частиц? Как экспериментально доказать, что частицы сахара взаимодействуют между собой? Как доказать, что частицы сахара движутся? Почему в горячей воде сахар растворяется быстрее?

Атомистическая гипотеза строения вещества и ее экспериментальные доказательства. Цели урока: 1. Что такое атомистическая гипотеза строения вещества 2. Экспериментальные доказательства атомистической гипотезы. 3. Практическая значимость изучаемой темы

Выберите 1 фразу для соседа по парте: Ты молодец. Я доволен твоей работой на уроке. Ты мог бы поработать лучше.

«Только самые мудрые и самые глупые не поддаются обучению.» Конфуций (Кун-цзы)

Курс повышения квалификации

Дистанционное обучение как современный формат преподавания

Курс профессиональной переподготовки

Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации

Курс повышения квалификации

Современные педтехнологии в деятельности учителя

Ищем педагогов в команду «Инфоурок»

Номер материала: ДБ-522956

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Оставьте свой комментарий

Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.

Псковских школьников отправили на дистанционку до 10 декабря

Время чтения: 1 минута

Учителям предлагают 1,5 миллиона рублей за переезд в Златоуст

Время чтения: 1 минута

Путин поручил не считать выплаты за классное руководство в средней зарплате

Время чтения: 1 минута

Педагогам Северной Осетии в 2022 году будут выплачивать надбавки за стаж

Время чтения: 2 минуты

Время чтения: 2 минуты

Международный конгресс-выставка «Молодые профессионалы» пройдет с 12 по 14 декабря в Москве

Время чтения: 1 минута

Подарочные сертификаты

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.

Источник

Диффузия, растворимость и броуновское движение могут быть объяснены только на основе представления о молекулярном строении веществ и являются убедительными обоснованиями пер­вого и второго положений молекулярно-кинетической теории.

Броуновское движение.

Броуновское движение (брауновское движение) — беспорядочное движение малых частиц, взвешенных в жидкости или газе, происходящее под действием ударов молекул окружающей среды.

Впервые такое движение исследовал и описал в 1827 г. английский ботаник Р. Браун при изуении под микроскопом взвешенной в воде цветочной пыльцы. Он обнаружил, что частички пыль­цы находятся в непрерывном беспорядочном движении, как бы исполняя дикий фантастический танец. Он писал: «Это движение, как я убежден, обусловлено не потоками жидкости, не постепен­ным ее испарением, а принадлежит самим частицам».

Наблюдаемые (броуновские) частицы размером

1 мкм и менее совершают неупорядоченные независимые движения, описывая слож­ные зигзагообразные траектории.

Подобный опыт можно проделать, пользуясь краской или тушью, предварительно растертой до таких мельчайших крупинок, которые видны лишь в микроскоп. Можно увидеть, что крупинки краски не­прерывно движутся. Самые мелкие из них беспорядочно перемещают­ся с одного места в другое, более крупные лишь беспорядочно колеб­лются.

Броуновское движение можно наблюдать и в газе. Например, в воздухе его совершают взвешенные там частицы пыли или дыма.

Броуновское движение никогда не прекращается! В капле воды (если не давать ей высохнуть) движение крупинок можно наблюдать в течение многих дней, месяцев, лет. Оно не прекращается ни ле­том, ни зимой, ни днем, ни ночью. В кусках кварца, пролежавших в земле тысячи лет, попадаются иногда капельки воды, замурованные в минерале. В этих капельках тоже наблюдали броуновское движение плавающих в воде частиц.

Интенсивность броуновского движения увеличивается с повыше­нием температуры, уменьшением вязкости среды, уменьшением размера частиц. Оно не зависит от химической природы частиц и време­ни наблюдения.

Броуновское движение служит доказательством существования еще более мелких частиц — молекул жидкости, невидимых даже в самые сильные оптические микроскопы.

Броуновское движение объясняется тем, что благодаря случайной неодинаковости количества ударов молекул жидкости о частицу с разных направлений возникает равнодействующая сила определенного направления. Поскольку подобные флуктуации (флуктуа­ция — случайное отклонение физической величины от ее среднего значения) очень кратковременны, то в следующий миг направление равнодействующей меняется и, следовательно, изменится направление перемещения частицы. Отсюда наблюдающаяся хаотичность броуновского движения, которая отражает хаотичность молекулярного движения.

Открытие броуновского движения имело большое значение для изучения строения вещества. Оно показало, что тела действительно состоят из отдельных частиц — молекул — и что молекулы находятся в непрерывном беспорядочном движении.

Полная теория броуновского движения была разработана Эйнштейном и Смолуховским в 1905-1906 гг. и экспериментально подтверждена Ж. Перреном. Выводы теории показали, что среднее значение квадрата смещения броуновской частицы за определенный промежуток времени про­порционально этому промежутку времени, температуре и постоянной Больцмана.

Эксперименты Ж. Перрена, в которых он определял положение одной определенной части­цы через каждые 30 с, подтвердили выводы теории. Перрен проводил также опыты по проверке зависимости концентрации молекул газа от высоты и барометрической формулы — зависимости атмосферного давления от высоты. Он предположил, что броуновские частицы, являясь своего рода большими молекулами, должны подчиняться тем же законам, что и молекулы атмосферы, а, следовательно, их концентрация с высотой должна падать. Его эксперименты полностью подтвердили теорию. Они позволили ему определить постоянную Авогадро, значение которой совпало с уже известным.

Таким образом, броуновское движение является самым ярким подтверждением теплового движения молекул — одного из положений молекулярно-кинетической теории.

Диффузия.

Явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого, называется диффузией.

Явление это объясняется свойством молекул находиться в беспрерывном движении.

Подтверждением движения молекул газа является всем известное распространение запаха какого-либо пахучего вещества, внесенного в комнату.

В жидкостях наблюдать взаимное проникновение одного вещества в другое можно, если в крепкий раствор медного купороса осторожно добавить воду. Вначале резкая граница между темно-голубым медным купоросом и бесцветной водой со временем исчезает. Механизм проникновения молекул следующий. Сначала вследствие движения отдельные молекулы воды и медного купороса, находящиеся около границы между ними, обмениваются местами. Молекулы медного купороса попадают в нижний слой воды, а молекулы воды — в верхний слой медного купороса. Граница между жидкостями из-за этого расплывается. Проникнув в слой «чужой» жидкости, молекулы начинают обмениваться местами с ее частицами, находящимся во все более глубоких слоях. Граница между жидкостями становится все более расплывчатой. Благодаря беспрерывно­му и беспорядочному движению молекул этот процесс, в конце концов, приводит к тому, что вся жидкость становится однородной.

В твердых телах также наблюдается диффузия. Так, в одном из опытов гладко отшлифованные пластины свинца и золота положили друг на друга и сжали грузом. Через пять лет золото и свинец проникли друг в друга на 1 мм.

Скорость диффузии зависит от агрегатного состояния вещества и температуры тела. В га­зах, где расстояние между молекулами очень велико по сравнению с их размерами и движение молекул хаотично, скорость диффузии наибольшая. В жидкостях она меньше, так как и расстояние между молекулами меньше, и движение молекул чуть более упорядочено. В твердых телах, где наблюдается строгий порядок в расположении атомов (или молекул), а сами они совершают лишь небольшие колебательные движения около своих мест, скорость диффузии наименьшая.

Скорость протекания диффузии увеличивается с ростом температуры.

Взаимодействие частиц вещества.

Третье положение MKT о взаимодействии молекул является очевидным. Достаточно вспомнить, сколько усилий требуется, чтобы сломать, скажем, деревянную палку.

Твердые тела и жидкости не распадаются на отдельные молекулы, несмотря на то, что их молекулы разделены промежутками и находятся в непрерывном беспорядочном движении.

Более того, твердое тело, например, трудно растянуть или сжать. Чем же объяснить, что молекулы в телах не только удерживаются друг около друга, но и в некоторых случаях промежутки между ними трудно увеличить?

Дело в том, что молекулы взаимодействуют друг с другом, и природа этого взаимодействия — электрическая. Молекула состоит из заряженных частиц — электронов и ядер. Заряженные частицы одной молекулы при соответствующих расстояниях взаимодействуют (притягиваются или отталкиваются) с заряженными частицами других молекул.

На расстояниях, превышающих 2-3 диаметра молекул, результирующая сила взаимодействия определяется силами притяжения. Вклад последних по мере уменьшения расстояния между молекулами сначала растет, затем убывает. Силы взаимодействия обращаются в нуль, когда расстоя­ние между молекулами становится равным сумме радиусов молекул.

Дальнейшее уменьшение расстояния приводит к перекрыванию электронных оболочек, что вызывает быстрое нарастание сил отталкивания.

Источник