I.1. Agitația termică. Difuzia

👀 Experiment: Mișcarea browniană

Materiale necesare:
Pudră de curry, apă, microscop.

Descrierea experimentului:

• Șterge praful cu o lavetă, fără să folosești sprayul de mobilă, într-o cameră luminată de Soare, cu draperiile trase, lăsând o mică porțiune unde să pătrundă lumina. Privește particulele de praf din aer. Ce observi?
• Amestecă pulberea de curry cu o picătură de apă. Ai obținut o suspensie (suspensia este un amestec eterogen format dintr-un solid care nu se dizolvă într-un fluid - gaz sau lichid).
• Pune pe lamela microscopului o picătură din acest amestec și observă ce se întâmplă cu particulele colorate.
• Ce observi?

  Când ștergi praful vei putea observa mișcarea continuă și dezordonată a particulelor de praf din aer.
  Particulele pudrei colorate se mișcă în mod continuu și dezordonat.

Această mișcare a particulelor a fost observată pentru prima oară de botanistul englez Robert Brown în anul 1827. Preocupat cu studiul microscopic al polenului diverselor plante, a preparat o suspensie coloidală din polen în apă. Brown a observat în câmpul microscopic că polenul din suspensie manifestă o mișcare complet dezordonată și continuă. Fenomenul pus în evidență de Brown a fost denumit mișcare browniană și se poate defini în felul următor:

Mișcare browniană reprezintă mișcarea continuă și complet dezordonată a unor particule solide aflate în suspensie într-un fluid (lichid sau gaz).

Mișcarea browniană se intensifică odată cu creșterea temperaturii amestecului, cu cât particulele solidului sunt mai mici și cu cât lichidul este mai puțin vâscos (curge ușor).

Mișcarea particulelor unui corp nu apare numai în cazul suspensiilor. Ea este prezentă în orice substanță, astfel s-a definit agitația termică.

Agitația termică este mișcarea dezordonată şi continuă a particulelor unei substanţe (atomi sau molecule).

Creșterea temperaturii conduce la o creștere a vitezei de mișcare a moleculelor și de aceea a căpătat numele de agitație termică.

De la microcosmos (particulele cele mai mici ale substanțelor) până la macrocosmos (mișcarea galaxiilor din Univers), totul este într-o continuă mișcare. Dacă această mișcare ar înceta, ar însemna moartea întregului Univers.

Difuzia este fenomenul de pătrundere a moleculelor unui corp printre moleculele altui corp, fără intervenția unei forţe exterioare (de la sine).

Fenomenul de difuzie apare în toate stările de agregare ale corpurilor, fiind mai accentuată la gaze și la lichide.

🔦 Observație

Difuzia și mișcarea browniană sunt dovezi ale agitației termice. Răspândirea mirosului de parfum sau de acetonă într-o cameră când se scoate dopul sticluței, se explică tot prin difuzia moleculelor.

👀 Experiment: Difuzia depinde de temperatură
🔥 Atenție! Când lucrezi cu surse de foc ai grijă să ai părul strâns și să nu porți haine cu mâneci largi!
🔥 Atenție! Când lucrezi cu apă caldă să nu te arzi!

Materiale necesare:
Un pahar transparent, apă rece, cuburi de gheață, spirtieră, trepied cu sită de azbest, cerneală.

Descrierea experimentului:

• Pune într-un pahar apă rece (dacă ai şi câteva cuburi de gheaţă, adaugă-le în apa rece) şi picură o picătură de cerneală (acuarelă).
• Urmărește modul în care se împrăștie cerneala în apa rece.
• Pune paharul pe o sită de azbest și un trepied și încălzește amestecul, la flacăra spirtierei. Observă cum se împrăștie cerneala în apa caldă.

  Cerneala turnată în apă rece se împrăștie foarte lent în aceasta.
  Cerneala picurată în apa caldă se amestecă foarte repede cu apa.

Concluzia experimentului:
Viteza cu care două lichide difuzează (se amestecă de la sine) creşte odată cu creşterea temperaturii lichidelor, datorită creșterii energiei interne a moleculelor.
Viteza difuziei depinde și de stările de agregare ale corpurilor.
Gazele se amestecă foarte repede, lichidele ceva mai încet și solidele foarte greu (dacă punem două plăcuțe de metale diferite în contact, de abia după câteva luni, ele se sudează).