Жылулық қозғалыс. Броундық қозғалыс. Диффузия. Физика, 8 сынып, қосымша материал.

Сабактың тақырыбы: Жылулық қозғалыс. Броундық қозғалыс. Диффузия.

Оқу мақсаты: Молекула-кинетикалық теорияның негізгі қағидаларын дәлелдейтін мысалдар келтіру және тәжірибені сипаттау.

Теориялық материал

Молекулалық - кинетикалық теорияның негізгі ережелері:

 Табиғатта барлық денелер молекулалардан (атомдардан) құрылған.

 Молекулалар үздіксіз ретсіз қозғалыста болады.

 Молекулалар өзара тартылу және тебілукүштерімен әрекеттеседі.

Қатты денелер. Қатты денелер белгілі пішінге және көлемге ие. Олардың молекулалары үлкен тартылыс күштерімен әрекеттеседі. Молекулалары жақын және ретпен орналасқан. Қатты денеде молекулалар тыныштық күйде болмайды. Олар тепе- теңдік күйі маңайында тербелістер жасайды.

Cұйықтар. Сұйықтар белгілі көлемге ие, бірақ пішінін оңай өзгертеді. Сұйыктың молекулалары қатты денелердің молекулаларына қарағанда бір-бірінен алшақ орналасады. Сондықтан олардың арасындағы тартылыс күштері де, тебіліс күштеріде қатты денелерге қарағанда кем болады. Cұйық молекулалары орын ауыстыра алады.

Газдар. Газдар пішінінде, көлемінде сақтамайды. Молекулалары бір-бірінен алыс орналасқан. Молекулалары бүкіл газ көлемі бойынша үлкен жылдамдықтармен ретсіз қозғалады. Молекулалар арасындағы өзара әрекеттесу күштері өте кіші.

Диффузия (лат. dіffusіo – таралу, жайылу) – нақтылы дене бөлшектерінің жылулық қозгалыстарга ұшырай отырып, сол дене конңентрациясының селдір аудандарына қарай жылжуы; молекулалардың жылулық қозғалысы салдарынан шекаралас орналасқан әр түрлі заттардың бір-біріне өту құбылысы. Диффузия дененің бүкіл көлеміндегі концентрация мөлшерінің бірте-бірте теңелуін, сөйтіп оның бірқалыпты сипат алуын қамтамасыз етеді. Кейбір денелердің өте шағын бөлшектері ғана емес (атомдар,молекулалар, иондар), біршама ірі түйіршіктері де диффузиялық қасиетті иемденуі мүмкін.

Диффузия жылдамдығы температураға тікелей байланысты, алайда бұл процесс газдарда өте тез, сүйықтарда одан гөрі баяу, ал қатты заттарда өте баяу өтеді. Диффузия құбылысы барлық агрегаттық күйде, диффузияланатын заттың сол ортадағы шоғырлануы теңелгенге дейін жүре береді. Газ бен сұйықтың молекулаларының бір орыннан екінші орынға ауысуы арқылы өз ішінде диффузиялануы өздік диффузия деп аталады. Диффузияның өту шапшаңдығы — диффузияланатын заттың тегіне және оның қандай жағдайда болуына байланысты. Диффузия құбылысы табиғатта маңызды роль атқарады: атмосфераның жер бетіне жақын орналасқан қабаттарындағы ауа құрамының біркелкі болуына ықпал етіп, өсімдіктердің дұрыс қоректенуіне жағдай туғызады.  Заттардың температурасы жоғары болса диффузия жылдам жүреді.

Қатты денелердегі диффузиялық бола ала ма? Бір қарағанда — жоқ. Бірақ тәжірибе осы сұраққа басқа жауап береді. Екі түрлі металдар (мысалы, қорғасын және алтын) бетінің жақсы тегістелген бетін бір-біріне жанастырса, металдар молекулалардың өзара бір миллиметрге енуі туралы дерек бар. Алайда, бұл бірнеше жылдаған уақытты алады.

Броундық қозғалыс— сұйық не газ ішіндегі ұсақ бөлшектердің қоршаған орта молекулаларының соққысы әсерінен болатын бей-берекет қозғалысы. Мұны 1827 жылы ағылшын ғалымы Р. Броун (Браун) зерттеген.

Броундық қозғалыстың қарқындылығы уақытқа тәуелді емес. Бірақ ортаның температурасы жоғарылаған сайын және ортаның тұтқырлығы мен бөлшектердің мөлшері кеміген сайын Броундық қозғалыстың қарқындылығы артады. Броундық қозғалыстың толық теориясын 1905 — 1906 жылы А. Эйнштейн және поляк физигі М. Смолуховский жасады. Броундық қозғалыстың болу себебі — орта молекулаларының жылулық қозғалысы және бөлшектердің орта молекулаларымен соқтығысуы кезінде алатын импульстерінің теңгерілмеуі. Орта молекулаларының соққысы бөлшектерді бей-берекет қозғалысқа келтіріп, олардың жылдамдығының шамасы мен бағытын шапшаң өзгертіп отырады.

Тест жауаптары

Пайдалы ссылкалар

https://bilimland.kz/kk/ courses/physics-kk

Броундық қозғалыс /молеулалардың ретсіз қозғалысының нәтижесі

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6d/Translational_motion.gif?download

https://www.youtube.com/watch?v=GXQxOvx1JO4

https://www.youtube.com/watch?v=Kt0Md4P8KtA

Диффузия құбылысы

Заттың үш күйін қайталау

https://www.youtube.com/watch?v=E3an2GvZsgo