Giải Bài 3 trang 33 SGK Vật lí 12

Lời giải

Hiện tượng quan sát được:

Ở cả hai cốc, chất màu (tanin, tinh chất trà) từ túi trà đều tan ra và loang dần vào nước, làm nước chuyển sang màu nâu của trà mà không cần khuấy.

Tuy nhiên, ở cốc nước nóng, màu trà loang ra nhanh hơn và đậm hơn rõ rệt; chỉ sau một thời gian ngắn nước đã có màu nâu đậm. Ở cốc nước nguội, màu trà loang ra chậm hơn nhiều, nước nhạt màu hơn trong cùng khoảng thời gian.

Giải thích bằng mô hình động học phân tử:

a) *Vì sao màu trà tự loang ra mà không cần khuấy?*

Theo mô hình động học phân tử, các phân tử nước luôn chuyển động hỗn loạn không ngừng về mọi phía. Khi chuyển động, chúng va chạm và xen lẫn vào khoảng trống giữa các phân tử chất màu của trà, cuốn các phân tử chất màu phân tán đều khắp cốc. Đây chính là hiện tượng khuếch tán, xảy ra tự nhiên do chuyển động nhiệt của các phân tử.

b) *Vì sao ở nước nóng màu trà loang nhanh hơn?*

Nhiệt độ là đại lượng đặc trưng cho mức độ chuyển động nhiệt của các phân tử: nhiệt độ càng cao thì các phân tử chuyển động càng nhanh, động năng trung bình của phân tử càng lớn.

Trong cốc nước nóng, các phân tử nước chuyển động nhanh hơn, va chạm mạnh hơn và nhiều hơn với các phân tử chất màu, nên chúng khuếch tán, hoà trộn với nhau nhanh hơn. Vì vậy màu trà loang ra nhanh và đều hơn.

Ngược lại, trong cốc nước nguội, các phân tử nước chuyển động chậm hơn nên quá trình khuếch tán diễn ra chậm, màu trà loang ra chậm hơn.

Kết luận: Hiện tượng màu trà loang vào nước là hiện tượng khuếch tán, là bằng chứng cho thấy các phân tử chuyển động hỗn loạn không ngừng. Nhiệt độ càng cao, chuyển động nhiệt của phân tử càng mạnh nên khuếch tán xảy ra càng nhanh.

Đáp số