Всем хорошо известно, что если в
комнату внести какое-либо пахучее вещество, например духи или нафталин, то
запах вскоре будет чувствоваться по всей комнате. Распространение запахов
происходит из-за того, что молекулы духов (или нафталина) движутся.
Явление диффузии мы наблюдаем каждый
день: наливаем ли заварку чая в кипяток, приготавливаем ли красящий раствор. И
даже когда сгорает картошка на сковороде, а запах чувствуется по всей квартире,
мы вновь сталкиваемся с явлением диффузии.
Возникает вопрос, почему же
запах в комнате распространяется не мгновенно, а через некоторое время. Дело в
том, что движению пахучего вещества в определенном направлении мешает движение
молекул воздуха. Молекулы (духов или нафталина) на своем пути сталкиваются
с молекулами газов, которые входят в
состав воздуха. Они постоянно меняют направление движения и, беспорядочно
перемещаясь, разлетаются по комнате.
Опишем опыт, который можно
объяснить только тем, что тела состоят из молекул, которые находятся в
непрерывном движении.
Нальем в мензурку (или стакан)
раствор медного купороса, имеющего темно-голубой цвет. Сверху осторожно добавим
чистой воды. Вначале между водой и купоросом будет видна резкая граница,
которая через несколько дней станет не такой резкой. Граница, отделяющая одну
жидкость от другой, исчезнет через 2-3 недели. В сосуде образуется однородная
жидкость бледно-голубого цвета. Это значит, что жидкости перемешались.
Наблюдаемое
явление объясняется тем, что молекулы воды и медного купороса, которые
расположены возле границы раздела этих жидкостей, поменялись местами. Граница
раздела стала расплывчивой. Молекулы медного купороса оказались в нижнем слое
воды, а молекулы воды переместились в верхний слой медного купороса.
Через 2-3 недели граница раздела будет еще более
расплывчатой и постепенно совсем исчезнет. Вся вода окрасится в голубой цвет.
Это происходит потому, что молекулы, двигаясь непрерывно и беспорядочно,
распространяются по всему объему. Жидкость в сосуде становится однородной. Ниже
приводится рисунок, демонстрирующий вышеописанный процесс.
Рис. 1. Перемешивание воды и раствора
медного купороса.
Диффузия - это физическое явление взаимного проникновения
молекул одного вещества между молекулами другого.
В твердых телах также происходит
диффузия, но только еще медленнее. Например, очень гладко отшлифованные
пластинки свинца и золота кладут одна на другую и ставят на них некоторый груз
(пластинку золота, как более тяжелую, располагают внизу). При комнатной
температуре (20 оС) за 4 - 5 лет золото и свинец взаимно проникают
друг в друга на расстояние 1 мм.
Во всех приведенных опытах мы наблюдаем, взаимное проникновение молекул
веществ, то есть диффузию.
Процесс диффузии ускоряется с
повышением температуры. Это происходит потому, что с повышением температуры
увеличивается скорость движения молекул.
|