Bài 20. Nguyên tử, phân tử chuyển động hay đứng yên?

Hãy tưởng tượng giữa sân bóng đá có một quả bóng khổng lồ và rất nhiều học sinh từ mọi phía chạy tới xô đẩy quả bóng. Vì những xô đẩy này không cân bằng nên quả bóng lúc bay lên, khi rơi xuống, lúc bật sang trái, khi lăn qua phải.
Trò chơi này tưởng như chẳng có liên quan gì tới nguyên tử, phân tử, thế mà lại có thể giúp ta hiểu được một trong những tính chất quan trọng của nguyên tử, phân tử.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
Năm 1827 nhà bác học Brown, khi quan sát các hatk phấn hoa trong nước bằng kính hiển vi đã phát hiện thấy chúng chuyển động không ngừng về mọi phía.
Ở thời kỳ đó, lý thuyết về vật chất được cấu tạo từ các nguyên, phân tử chưa ra đời nên ông không làm sao giải thích được chuyển động kỳ lạ này.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các em hãy thử giải thích chuyển động của các hạt phấn hoa trong thí nghiệm của Brown bằng cách dùng sự tương tự giữa chuyển động của các hạt phấn hoa với chuyển động của quả bóng mô tả ở đầu bài. Sau đây là các câu hỏi gợi ý.
C1 Quả bóng trên sân tương tự như hạt nào trong thí nghiệm của Brown?
Quả bóng trên sân tương tự như hạt phấn hoa trong thí nghiệm Brown.
C2 Các học sinh tương tự như hạt nào trong thí nghiệm Brown?
Các học sinh tương tự như hạt phân tử nước trong thí nghiệm Brown.
C3 Tại sao các phân tử nước có thể làm cho các hạt phấn hoa chuyển động?
Nếu trả lời không được thì không sao cả! Vì sau khi Brown làm thí nghiệm thì mất khoảng 50 năm sau Enbert Einstein mới giải thích được đầy đủ và chính xác thí nghiệm của Brown.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các hạt phấn hoa chuyển động như trong thí nghiệm Brown là do các phân tử nước không đứng yên mà chuyển động không ngừng. Chuyển động của các phân tử nước va chạm vào nhiều phía của hạt phấn hoa, các va chạm này không cân bằng làm cho hạt phấn hoa chuyển động hỗn độn không ngừng.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
Trong thí nghiệm của Brown nếu ta càng tăng nhiệt độ của nước thì chuyển động của các hạt phấn hoa càng nhanh,chứng tỏ các phân tử nước chuyển động càng nhanh và va đập vào các hạt phấn hoa càng mạnh. Nhiều thí nghiệm khác cũng chứng tỏ: Nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử chuyển động càng nhanh. Vì chuyển động của các nguyên tử, phân tử liên quan chặt chẽ với nhiệt độ nên chuyển độnấcnỳ được gọi là chuyển động nhiệt.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
IV. VẬN DỤNG
C4 Đổ nhẹ nước và bình dung dịch CuSO4 (đồng sunfát) màu xanh. Vì nước nhẹ hơn nên nổi ở trên tạo ra một mặt phân cách giữa hai chất lỏng. Sau một thời gian, mặt phân cách mờ dần rồi mất hẳn. Trong bình chỉ còn một chất lỏng đồng chất màu xanh nhạt. Nước và CuSO4 đã hoà 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.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
IV. VẬN DỤNG
C4 Đổ nhẹ nước và bình dung dịch CuSO4 (đồng sunfát) màu xanh. Vì nước nhẹ hơn nên nổi ở trên tạo ra một mặt phân cách giữa hai chất lỏng. Sau một thời gian, mặt phân cách mờ dần rồi mất hẳn. Trong bình chỉ còn một chất lỏng đồng chất màu xanh nhạt. Nước và CuSO4 đã hoà lẫn vào nhau.
Các phân tử nước và CuSO4 đều chuyển động không ngừng về mọi phía. Nên các phân tử CuSO4 có thể chuyển động lên phía trên và các phân tử nước có thể chuyển động xuống phía dưới. Đến lúc nào đó thì chúng hoà lẫn vào nhau.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
IV. VẬN DỤNG
C5 Tại sao trong nước ao, hồ, sông lại có không khí mặc dù không khí nhẹ hơn nước rất nhiều?
Vì các phân tử không khí chuyển động không ngừng về mọi phía. Nên các phân tử không khí có thể chuyển động xuống phía dưới nước và chuyển động trong nước.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
IV. VẬN DỤNG
C6 Hiện tượng khuếch tán có xảy ra nhanh hơn khi ta tăng nhiệt độ không? Tại sao?
Có. Vì các phân tử chuyển động nhanh hơn khi nhiệt độ tăng.
I. THÍ NGHIỆM BROWN
II. CÁC NGUYÊN TỬ, PHÂN TỬ CHUYỂN ĐỘNG KHÔNG NGỪNG
Các nguyên tử, phân tử chuyển động không ngừng.
III. CHUYỂN ĐỘNG PHÂN TỬ VÀ NHIỆT ĐỘ
Nhiệt độ càng cao thì các nguyên tử, phân tử cấu tạo nên vật chuyển động càng nhanh.
IV. VẬN DỤNG
C7 Bỏ vài hạt thuộc tím vào một cốc đựng nước lạnh và một cốc đựng nước nóng. Quan sát hiện tượng xảy ra và giải thích.
Trong cốc đựng nước nóng, thuốc tím tan nhanh hơn vì các phân tử trong cốc nước nóng chuyển động nhanh hơn.