Bài 20: Nguyên tử phân tử chuyển động hay đứng yên?
I. THÍ NGHIỆM BƠ-RAO
- Năm 1827, nhà bác học Brao-nơ (người Anh) khi quan sát các hạt phấn hoa trong nước bằng kính hiển vi đã phát hiện thấy chúng chuyển động không ngừng về mọi phía.
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
- Nguyên nhân gây ra chuyển động của các hạt phấn hoa trong thí nghiệm của Brao-nơ là do các phân tử nước không đứng yên mà chuyển động hỗn độn không ngừng. Trong khi chuyển động, các phân tử nước va chạm vào các hạt phấn hoa từ nhiều phía, các va chạm này không cân bằng nhau làm cho các hạt phấn hoa chuyển động hỗn độn không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
- Các nguyên tử, phân tử luôn luôn chuyển động hỗn độn không ngừng về mọi phía, chuyển động đó gọi là chuyển động nhiệt hỗn loạn, gọi tắt là chuyển động nhiệt hay còn gọi là chuyển động Brao.
- Nhiệt độ của vật càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
$\bullet \,\,$ HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN
- Hiện tượng khi các nguyên tử, phân tử của các chất tự hòa lẫn vào nhau gọi là hiện tượng khuếch tán.
- Hiện tượng khuếch tán có thể xảy ra cả trong chất khí, chất lỏng và chất rắn.
- So với chất lỏng và chất khí thì hiện tượng khuếch tán xảy ra trong chất rắn rất chậm, cần phải có một thời gian khá dài mới có thể quan sát được hiện tượng này.
Chú ý: Để so sánh hiện tượng khuếch tán xảy ra nhanh hay chậm trong các chất, ta căn cứ vào sự chuyển động nhanh hay chậm của các phân tử cấu tạo nên vật, hay nói cách khác là căn cứ vào nhiệt độ của vật. Nhiệt độ của vật càng cao tức là các phân tử, nguyên tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh thì hiện tượng khuếch tán xảy ra càng nhanh.
IV. VẬN DỤNG
$\bullet \,\,$ C4
Đổ nhẹ nước vào một bình đựng dung dịch đồng sunfat màu xanh (H.20.4). Vì nước nhẹ hơn nên nổi ở trên tạo thành một mặt phân cách giữa hai chất lỏng. Sau một thời gian, mặt phân cách này mờ dần rồi mất hẳn. Trong bình chỉ còn một chất lỏng đồng nhất màu xanh nhạt. Nước và đồng sunfat đã hòa lẫn vào nhau.
Hiện tượng này gọi là hiện tượng khuếch tán.
Hãy dùng những hiểu biết của mình về nguyên tử, phân tử để giải thích hiện tượng trên.
Giải thích:
- Các phân tử nước và đồng sunfat đều chuyển động không ngừng về mọi phía, nên các phân tử đồng sunfat có thể chuyển động lên trên, xen vào khoảng cách giữa các phân tử nước và các phân tử nước có thể chuyển động xuống dưới, xen vào khoảng cách giữa các phân tử đồng sunfat.
$\bullet \,\,$ C5
Tại sao trong nước hồ, ao, sông, biển lại có không khí mặc dù không khí nhẹ hơn nước rất nhiều?
Trả lời:
- Trong nước hồ, ao, sông, biển có không khí là vì:
+ Các phân tử không khí có thể xen vào giữa khoảng cách của các phân tử nước.
+ Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng về mọi phía nên dù nhẹ hơn, các phân tử không khí cũng không “nổi lên” và thoát ra khỏi nước.
$\bullet \,\,$ C6
Hiện tượng khuếch tán có xảy ra nhanh hơn khi nhiệt độ tăng không? Tại sao?
Trả lời:
- Hiện tượng khuếch tán xảy ra nhanh hơn khi tăng nhiệt độ. Vì khi tăng nhiệt độ, các phân tử, nguyên tử chuyển động nhanh hơn.
$\bullet \,\,$ C7
Bỏ vài hạt thuốc tím vào một cốc đựng nước lạnh và một cốc đựng nước nóng. Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích.
Trả lời:
- Hiện tượng xảy ra: Thuốc tím trong cốc nước nóng sẽ hòa tan nhanh hơn.
- Giải thích: Trong cốc nước nóng, nhiệt độ cao hơn nên các phân tử nước và các phân tử thuốc tím chuyển động hỗn độn nhanh hơn. Kết quả là hiện tượng khuếch tán xảy ra nhanh hơn.