分子的扩散,受那些因素影响?

  大家好,我是五年级RIVER教室的鲁同学。在学完了分子动理论之后,我很迫切的想知道分子的扩散和外界环境有没有关系,于是我写下了——分子扩散,受哪些因素影响?

  我们现在所生活的世界是一个物质世界,也可以称之为分子世界,世界万物都是由分子组成。 比如:一滴水其实是由无数个水分子构成的,通过“布朗运动”即可得到证明(有人会问:分子还可以继续往小分呀?但这就到了化学层面,今天我们不讨论化学)。

Part 1 首先我们要知道,分子到底会不会运动?

  生活中,我们随处都可以看到水,滴在地上便是一个水滴,这是水的液态形式。在太阳下,过一会儿便消失了。这是因为太阳传递能量给分子,激发分子的活跃性,能量再往外膨胀,于是一个个分子也开始逃逸到空气中,运动到别处。因此我们可以看出,分子是在运动的。(“布朗运动”也可以证明)

  但这是液态的水分子,物质还有固态和气态呢,组成它们的分子,究竟能不能运动呢?我们先看一下气态物质。如果在一个密闭的空间里,你在其中一角喷上香水,然后走到另外一角。过一会儿便可以闻到香水味。此时,内部完全封闭,没有热量,也没有空气流动,没有任何外在因素。这说明了什么?说明1.气态的分子也是能移动的;2.分子运动只和分子本身有关。我们讲这种现象称为扩散现象。

  最后我们通过实验来说一下固态物质。把一个同等长、宽、高的铅块和金块叠放在一起(让它们完全接触),约五年左右的时间,我们会发现:铅中有金,金中有铅。这说明了什么?说明:固态物质的分子与分子间是有间隙的,分子也是可以运动的。通过彼此分子的运动,它们可以替代原本物质分子的位置。

  通过以上讨论,我们发现:液态、固态、气态物质的分子都可以运动,说明:分子是不停地运动的,且适用于所有物体。

Part 2分子的扩散,到底受哪些因素的影响?

  现象:现在我们知道,一切物质的分子都在不停地运动,但我发现:两个不同的液体,同等含量,同一时间,同一地点,同一位置,让它们置于空气中,最终的扩散速度却不一样。就比如说两瓶同样容积的白水和氨水,在同样温度下放着,同样的时间过去后,他们减少的容积却不一样。但是为什么会这样?他们的条件都是一样的。我想既然外界环境是一样的,那么就只可能和他这个物质的分子本身有关。因为分子之间的距离不一样,他们扩散的速度就不一样。如果分子之间的距离很大,那么分子与分子之间的引力就很小,他们就很容易扩散。反之,如果间距很小,他们之间的引力就很大,扩散的速度就比较慢。

问题来了:同样都是分子在运动,为什么两种物质的扩散速度不一样?这就是我今天要讨论的主题:分子的扩散,到底受哪些因素的影响?

猜想1:首先我觉得扩散速度的差异和构成这种物质的分子有关系,因为不同物质的内部结构,以及构成它们的元素肯定不同。也就是说不同物质构成它们的分子不同。

通过前面的探究,我们知道分子间是有吸引力的。这里简单通过实验证明一下:把两块同样大小、质量的铅块,非常平整贴合的放在一起,然后提起上面的那个块铅。结果:这两块铅粘在了一起。这说明分子间有引力。(详细实验过程,请参看River棟同学拍摄的视频)

分子间是有引力的,但不同分子之间的引力一样吗?肯定不一样。构成物质都不同了,引力自然不同。如果构成这种物质的分子间引力较大,那么,分子间若想分离,所要承受的力就更大,自然较难运动,就不易进行扩散。如果构成这种物质的分子间引力很小,那这些分子可以轻易运动,分离时承受的力较小,运动得就会更快,那么扩散当然就也快。这是影响分子扩散非常重要的因素。

分子扩散和外界环境有没有关系呢?我想是有的。

猜想2:比如:温度。前面我已经说过,水分子运动的速度的快慢受温度的影响。温度越高,分子能量越大,分子越活跃,运动速度就更快。相反,温度更低,分子相对惰性,运动速度自然更慢。

猜想3:还有一个外界因素:风。假如在很远的地方释放一个味道,如果有强烈的风,那股味道便会非常快的吹散到周围各处,分子运动速度同步加快。但如果没有风,扩散得就会很慢,甚至只在周围一点点的地方。这个有点类似于叠加效应了。

猜想4:关于外界环境,我觉得和气压也有关系。如果在一个气压高的地方,因为气压的强大作用,分子便很难向上运动;但是如果气压低,分子很容易上升,气压很难压住它,这样分子扩散速度就更快。

当然这些只是我的猜想,所有的猜想必须要用实验来证明。而实验可能证实,也可能证伪,这也是科学最迷人的地方,具有可证伪性,这样才能推动科学的进一步发展。谢谢大家。

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