§5. Рух і взаємодія частинок речовини

• Зміст ГДЗ 7 клас Бар’яхтар

Наведіть приклади застосування дифузії в житті людини, техніці. Доведіть, що зі збільшенням температури дифузія відбувається швидше.

Дифузію широко використовують у побуті під час заварювання чаю чи кави, засолювання овочів, маринування та консервації продуктів, а в техніці — для дифузійного зварювання металів, цементації сталі (насичення її поверхні вуглецем для міцності) та виготовлення напівпровідників. Зі збільшенням температури дифузія прискорюється, бо зростає швидкість теплового руху молекул: наприклад, пакетик чаю або ложка цукру у склянці окропу забарвлюють і підсолоджують воду за лічені хвилини, тоді як у холодній воді цей процес триває значно довше.

ДОСЛІДЖЕННЯ

Спробуйте повільно рухати пальцем клаптик фольги в горизонтальній площині — спочатку в першій тарілці, а потім у другій. Сформулюйте гіпотезу щодо причин різної «поведінки» клаптиків фольги. Згадайте ситуацію, коли ви зустрічалися з подібним явищем.

• Гіпотеза: клаптик фольги на вологій тарілці рухається важче й прилипає до дна тому, що між молекулами води, фольги та тарілки виникають сили міжмолекулярного притягання на тонкому шарі рідини.
• Приклади в побуті: мокрі склянки або тарілки «злипаються» між собою; мокрий аркуш паперу міцно прилипає до скла чи столу.

ДОСЛІДЖЕННЯ

Спробуйте стиснути монету. Спробуйте стиснути закриту пластикову пляшку, до країв заповнену водою. Сформулюйте гіпотезу, що пояснює результат дослідження.

• Результат дослідження: ні металеву монету, ні заповнену водою пляшку стиснути руками не вдається.
• Гіпотеза: у твердих тілах і рідинах частинки розташовані впритул одна до одної, тому під час спроби стиснення відстані між ними скорочуються й виникають потужні сили міжмолекулярного відштовхування.

А ЯК НАСПРАВДІ?

У своєму репортажі блогер пояснював слухачам, що з двох уламків лінійки неможливо без сторонніх засобів отримати єдине ціле, оскільки між молекулами лінійки діють сили відштовхування. Чи поділяєте ви думку блогера?

Думка блогера помилкова. З’єднати два уламки лінійки без клею неможливо не через відштовхування, а через нерівність поверхонь на місці зламу. Сили міжмолекулярного притягання діють лише на дуже малих відстанях, сумірних із розмірами самих молекул. Коли ми притискаємо уламки один до одного, вони торкаються лише окремими виступами, тому більшість молекул залишається на надто великій відстані й майже не притягується.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1. Сформулюйте основні положення МКТ.

1. Усі речовини складаються із частинок (молекул, атомів); між частинками є проміжки.
2. Частинки речовини перебувають у безперервному хаотичному (безладному) русі; такий рух називають тепловим.
3. Частинки речовини взаємодіють одна з одною (притягуються та відштовхуються).

2. Що таке дифузія? Наведіть приклади проявів дифузії.

Дифузія — це процес самовільного проникнення молекул однієї речовини в проміжки між молекулами іншої речовини, внаслідок чого відбувається перемішування дотичних речовин. Прикладами дифузії є поширення запаху парфумів або квітів у повітрі, самовільне змішування водного розчину мідного купоросу з водою та забарвлення води при заварюванні чаю.

3. Який рух називають тепловим?

Безперервний хаотичний (безладний) рух частинок речовини (молекул, атомів).

4. Що таке броунівський рух? Чому він виникає?

Броунівський рух — це хаотичний рух видимих у мікроскоп малих твердих частинок, завислих у рідині або газі. Він виникає тому, що молекули рідини або газу рухаються безперервно й хаотично та постійно штовхають броунівську частинку з різних боків з неоднаковою силою.

5. Як можна довести, що між частинками речовини існують проміжки?

Існування проміжків доводить явище дифузії: під час змішування двох дотичних речовин молекули однієї речовини проникають саме у проміжки між молекулами іншої (як у досліді з водою та розчином мідного купоросу). Також при змішуванні однакових об’ємів води і спирту загальний об’єм суміші стає меншим за суму початкових об’ємів.

6. Чому тверді тіла та рідини не розпадаються на окремі частинки?

Між частинками твердих тіл і рідин діють сили міжмолекулярного притягання, які втримують молекули разом і не дають їм розлетітися внаслідок теплового руху.

7. За якої умови взаємодія між частинками речовини стає помітною?

Міжмолекулярна взаємодія стає помітною лише на дуже малих відстанях — таких, які можна порівняти з розмірами самих молекул.

ВПРАВА № 5

1. У чому подібність і в чому відмінність холодної та гарячої води з погляду молекулярно-кінетичної теорії?

2. Є два способи підживлення рослин: поливання спеціальними розчинами (прикореневе підживлення); обприскування (позакореневе підживлення). Поясніть, як діють обидва способи.

Обидва способи ґрунтуються на явищі дифузії. Під час прикореневого підживлення молекули та йони поживних речовин із ґрунтового розчину проникають крізь оболонки кореневих волосків у коріння рослини. Під час позакореневого підживлення краплі розчину осідають на листках і стеблах, а поживні частинки шляхом дифузії проникають крізь поверхню листка безпосередньо в клітини рослини.

3. Щоб розірвати нитку, потрібно докласти зусиль. Чому?

Між молекулами волокон нитки на малих відстанях діють значні сили взаємного притягання, тому для розділення частинок і розриву нитки потрібно подолати це міжмолекулярне притягання.

4. Наведіть три аргументи щодо необхідності вивчення дифузії.

1. Дифузія відіграє вирішальну роль у життєдіяльності живих організмів: завдяки їй кисень із легень потрапляє в кров, а поживні речовини проникають у клітини людей, тварин і рослин.
2. Знання законів дифузії необхідне в кулінарії та харчовій промисловості для приготування їжі, соління, квашення та консервування продуктів.
3. У сучасній техніці й металургії керовану дифузію застосовують для зміцнення сталевих деталей (цементації), з’єднання матеріалів та виробництва мікросхем, а в екології — для прогнозування поширення забруднень у повітрі й водоймах.