Домашнее задание, страница 36 - гдз по физике 7 класс учебник Исаченкова, Громыко

Домашнее задание

В два одинаковых стакана до половины налейте подкрашенный соком свеклы водный раствор соли. Сверху по стенке осторожно долейте чистой воды. Поставьте один стакан в холодильник, другой — на стол в комнате. Периодически наблюдая за цветом жидкости в стаканах, сделайте вывод, как скорость диффузии в жидкости зависит от температуры.

Дано:
Два одинаковых стакана. В каждом стакане находится двухслойная система жидкостей: нижний слой — водный раствор соли, подкрашенный соком свеклы, верхний слой — чистая вода.
Один стакан помещен в условия низкой температуры (в холодильник, $T_1$).
Второй стакан находится в условиях комнатной температуры (на столе, $T_2$).
Известно, что температура в комнате выше, чем в холодильнике: $T_2 > T_1$.

Найти:
Установить зависимость скорости диффузии в жидкости от температуры.

Решение:
В обоих стаканах будет наблюдаться явление диффузии — процесс взаимного проникновения молекул соприкасающихся веществ вследствие их теплового движения. В данном случае молекулы воды из верхнего слоя будут проникать в нижний слой, а частицы (молекулы красителя и ионы соли) из подкрашенного раствора — в верхний. Визуально это будет проявляться в постепенном размытии границы между окрашенной и прозрачной жидкостью и, в конечном итоге, в равномерном окрашивании всего объема жидкости в стакане.

Основой явления диффузии является хаотическое тепловое движение частиц. Температура является мерой средней кинетической энергии этих частиц. Чем выше температура, тем больше средняя кинетическая энергия частиц и, следовательно, тем быстрее они движутся.

В стакане, который стоит на столе при комнатной температуре ($T_2$), молекулы движутся со значительно большей средней скоростью, чем в стакане, который находится в холодильнике при более низкой температуре ($T_1$). Из-за более высокой скорости движения молекул в теплом стакане процесс их взаимного проникновения и перемешивания будет происходить значительно интенсивнее.

Таким образом, при периодическом наблюдении мы увидим, что в стакане при комнатной температуре граница между слоями размывается быстрее, и вся жидкость окрашивается за меньшее время, чем в стакане из холодильника. Это наблюдение позволяет сделать однозначный вывод о связи скорости диффузии и температуры.

Ответ: Скорость диффузии в жидкости увеличивается с ростом температуры. Чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы вещества и тем скорее происходит их взаимное проникновение и перемешивание.