Номер 3, страница 36 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

3. Как экспериментально доказать, что хаотическое движение молекул (атомов) зависит от температуры?

Решение

Чтобы экспериментально доказать, что хаотическое движение молекул (атомов) зависит от температуры, можно провести простой и наглядный опыт, основанный на явлении диффузии. Этот эксперимент наглядно демонстрирует связь между температурой вещества и скоростью движения его частиц.

Порядок проведения эксперимента:

1. Взять два одинаковых прозрачных сосуда (например, стеклянных стакана).

2. Наполнить один сосуд холодной водой, а другой — горячей водой (примерно одинакового объема).

3. Одновременно и аккуратно капнуть в каждый сосуд по капле красителя (например, чернил, крепкого чая) или бросить по одному кристаллику перманганата калия (марганцовки).

Наблюдение и выводы:

В ходе эксперимента можно будет наблюдать, что в сосуде с горячей водой процесс окрашивания происходит значительно быстрее. Цвет равномерно распределяется по всему объему за короткое время. В сосуде с холодной водой краситель будет распространяться очень медленно.

Это явление называется диффузией — взаимное проникновение частиц одного вещества между частицами другого, обусловленное их тепловым движением. Ускорение процесса диффузии в горячей воде является прямым доказательством того, что молекулы воды и красителя при более высокой температуре движутся с большей средней скоростью.

С точки зрения физики, температура — это мера средней кинетической энергии молекул. Эта зависимость описывается формулой: $E_k = \frac{3}{2}kT$, где $E_k$ — средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул, $T$ — абсолютная температура, а $k$ — постоянная Больцмана. Таким образом, повышение температуры ведет к увеличению скорости движения молекул, что и подтверждается экспериментом.

Ответ: Зависимость хаотического движения молекул от температуры можно доказать экспериментально, наблюдая за скоростью диффузии в жидкостях с разной температурой. Если в два стакана, один с холодной, а другой с горячей водой, добавить краситель, то в горячей воде он смешается с водой гораздо быстрее. Это доказывает, что при более высокой температуре молекулы движутся интенсивнее.