Номер 5, страница 4 - гдз по физике 8 класс сборник задач Исаченкова, Слесарь

В чем особенность теплового движения и взаимодействия частиц в жидкостях?

Жидкости представляют собой промежуточное состояние вещества между твердыми телами и газами, что и определяет особенности движения и взаимодействия их частиц.

Взаимодействие частиц: Молекулы или атомы в жидкости расположены близко друг к другу, на расстояниях, сопоставимых с их собственными размерами. Из-за этого между ними действуют значительные силы межмолекулярного притяжения и отталкивания. Эти силы достаточно велики, чтобы удерживать частицы вместе, не давая им разлететься, но, в отличие от твердых тел, их недостаточно для фиксации частиц в строго определенных положениях кристаллической решетки. Потенциальная энергия взаимодействия частиц в жидкости сопоставима с их кинетической энергией теплового движения ($E_п \approx E_к$).

Тепловое движение: Характер теплового движения частиц в жидкости является главной ее особенностью. Оно носит колебательно-поступательный характер. Каждая частица в течение некоторого времени (называемого временем "оседлой жизни", порядка $10^{-11} - 10^{-12}$ с) колеблется около определенного положения равновесия, подобно частицам в твердом теле. Затем, в результате флуктуации энергии, частица совершает "скачок" в новое положение равновесия, находящееся на расстоянии порядка ее размеров. Таким образом, движение частицы представляет собой совокупность колебаний около временных центров и случайных перескоков из одного такого положения в другое.

Ответ: Особенность заключается в том, что частицы в жидкости совершают колебательно-поступательное движение: они колеблются около временных положений равновесия и периодически совершают скачки в соседние свободные места. Это обусловлено тем, что силы взаимодействия удерживают частицы близко друг к другу, но недостаточно сильны, чтобы зафиксировать их в жесткой структуре.

Какие свойства жидкостей они определяют?

Описанный характер движения и взаимодействия частиц определяет все основные макроскопические свойства жидкостей:

1. Текучесть: Способность частиц совершать "скачки" из одного положения в другое объясняет, почему жидкости не имеют собственной формы и принимают форму сосуда, в котором находятся. Под действием даже незначительной внешней силы перескоки частиц становятся направленными, что и проявляется как течение жидкости.

2. Сохранение объема: Силы межмолекулярного притяжения достаточно велики, чтобы удерживать частицы на близком расстоянии друг от друга и не давать им разлетаться, как в газах. Поэтому жидкость имеет собственный, определенный объем.

3. Малая сжимаемость: Так как частицы в жидкости уже плотно упакованы, дальнейшее их сближение требует преодоления мощных сил отталкивания на малых расстояниях. Этим объясняется очень низкая сжимаемость жидкостей по сравнению с газами.

4. Поверхностное натяжение: Частицы на поверхности жидкости притягиваются соседними частицами внутри объема сильнее, чем частицами газа (или пара) над поверхностью. Это создает результирующую силу, направленную внутрь жидкости, которая заставляет поверхность жидкости сокращаться и вести себя подобно упругой пленке.

5. Диффузия и броуновское движение: Случайные перескоки частиц с места на место приводят к явлению диффузии — самопроизвольному перемешиванию соприкасающихся жидкостей. Этот же механизм обуславливает и хаотичное движение взвешенных в жидкости мелких частиц (броуновское движение).

6. Вязкость (внутреннее трение): Вязкость обусловлена силами межмолекулярного взаимодействия, которые препятствуют перемещению одного слоя жидкости относительно другого. Чтобы слои могли скользить, частицам необходимо преодолевать притяжение со стороны соседей из других слоев, на что и тратится энергия.

Ответ: Характер движения и взаимодействия частиц в жидкостях определяет их основные свойства: текучесть (способность принимать форму сосуда), сохранение объема, малую сжимаемость, наличие поверхностного натяжения, способность к диффузии и вязкость.