Изучение диффузии

Домашняя практическая работа по физике

Проведение опытов по обнаружению основных микроскопических свойств жидкостей, газов, твёрдых тел и объяснение их на основе молекулярных представлений

Цель работы: Опытным путём доказать некоторые положения молекулярно - кинетической теории, обнаружить некоторые свойства веществ в разных агрегатных состояниях.

Оборудование и материалы: Два одинаковых стакана, вода разных температур, электронный термометр, краски акварельные, кисточки.

Выполнение:

В стаканы налита вода:

в стакане слева температура 8.4 0C в стакане справа температура 69.4 0C

(холодная) (горячая)

В момент времени t0=50 с в стаканы на короткий промежуток времени были опущены одинаковые кисточки с краской красного цвета.

На следующих фотографиях показано распространение краски в стаканах с водой через разные промежутки времени после начала эксперимента (t - время от начала эксперимента):

При t=26 мин была измерена температура в стаканах:

в стакане слева температура 12.6 0C в стакане справа температура 44.5 0C

Было найдено визуальное сходство степени растворённости краски в стаканах:

Выводы:

Окуная кисточки с краской я добавлял в воду частицы краски (т.к. намоченные неокрашенные кисточки были окрашены при помощи акварельной краски, находящейся в твёрдом агрегатном состоянии, которая не изменяла температуры, т.е. на кисточке была вода, в которой растворены частицы краски).

Опытным путём подтверждены следующие положения молекулярно-кинетической теории:

Тела состоят из частиц (целое состоит из частиц и делится на них) - раствор частиц краски, помещенный в жидкость (воду), окрасил весь объём (если бы раствор не делился на частицы, то мы бы видели концентрированное "пятно" краски в воде).

Частиц в теле много - мы видим равномерное окрашивание всего объёма, а не отдельные скопления краски.

Между частицами есть промежутки (молекулы одного вещества проникают в промежутки между молекулами другого вещества - диффузия) - Вода окрасилась, если бы явления диффузии не было, то краска осталась бы концентрированным "пятном".

Частицы движутся - мы видим смешивание раствора и воды в стакане, т.е. перемещение частиц в разных направлениях.

Скорость частиц зависит от температуры - разность температур в стаканах составляет 61 0С (69.4 0С - 8.4 0С). В стакане с более тёплой жидкостью окрашивание быстрее и равномернее, с более холодной - краска имеет более чёткие очертания (в один момент времени). Также одинаковую степень растворенности (визуально) жидкости имеют в разные моменты времени (холодная вода достигла степени растворённости горячей, достигнутой через 40 секунд, только через 24 минуты). Примечание: измерение температуры воды через 26 минут после начала эксперимента показывает, что несмотря на теплообмен с окружающей средой жидкости не приняли комнатной температуры, т.е. на протяжении эксперимента окрашивались жидкости разных температур.