高中物理選修第七章 實(shí)驗(yàn)探究-擴(kuò)散現(xiàn)象

PAGE第七章實(shí)驗(yàn)探究——擴(kuò)散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)原理：1.知道什么是擴(kuò)散現(xiàn)象。不同的物質(zhì)在互相接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，叫擴(kuò)散現(xiàn)象。2.氣體之間和液體之間都會(huì)發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象，在相同溫度下氣體擴(kuò)散比液體快。3.擴(kuò)散現(xiàn)象不依賴任何外界條件。4.擴(kuò)散現(xiàn)象提供了“一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)”的理論依據(jù)。示例實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)（一）：如圖2-1所示在裝著紅棕色二氧化氮?dú)怏w的瓶子上面，倒扣一個(gè)空瓶子，使兩個(gè)瓶口相對，之間用一塊玻璃板隔開。探究過程：1.抽掉玻璃板后，過一段時(shí)間會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？解析看到兩瓶氣體混合在一起，顏色變得均勻。2.二氧化氮的密度比空氣大，它能進(jìn)到上面的瓶子里去嗎？解析NO2氣體能進(jìn)入到上方瓶子中去。3.紅棕色氣體二氧化氮進(jìn)入上面有空氣的瓶中的同時(shí)，空氣是否會(huì)進(jìn)入下面盛放二氧化氮?dú)怏w的瓶中？解析會(huì)，因?yàn)橄旅嫫恐袣怏w顏色比原來淡些。4.以上變化屬于物理變化，還是化學(xué)變化？解析屬于物理變化。因?yàn)槲镔|(zhì)的本質(zhì)并未發(fā)生變化。5.發(fā)生的現(xiàn)象是不是對流？解析不是。自然對流是由于重力作用而產(chǎn)生的。而此時(shí)二氧化氮比空氣重，因此不能形成對流。6.此種現(xiàn)象叫什么現(xiàn)象？解析這種現(xiàn)象叫擴(kuò)散現(xiàn)象，擴(kuò)散現(xiàn)象不依賴任何外界條件。7.盛放密度比空氣大的二氧化氮?dú)怏w的瓶子為什么要放在下面？解析這樣才能說明二氧化氮?dú)怏w分子的運(yùn)動(dòng)不是由于重力的作用。8.若把題中裝紅棕色NO2的瓶子與上面的空氣瓶子互換一下，還能否驗(yàn)證擴(kuò)散現(xiàn)象？為什么？解析不能，因?yàn)榛Q后紅棕色二氧化氮?dú)怏w瓶子在上面，由于其氣體密度大，因重力的作用二氧化氮加速向下運(yùn)動(dòng)，則不能證明是氣體分子擴(kuò)散引起的。實(shí)驗(yàn)（二）：如圖2-2所示，在量筒里裝一半清水，用長頸漏斗將硫酸銅溶液注入量筒中清水的下面。圖２—２探究過程：1.剛開始會(huì)看到什么現(xiàn)象，這是為什么？解析硫酸銅溶液會(huì)沉在量筒下部，因?yàn)榱蛩徙~溶液的密度比水的密度大，可以看到無色的清水與藍(lán)色硫酸銅之間明顯的界面。2.經(jīng)過足夠長時(shí)間，量筒中清水和硫酸銅溶液的明顯界面逐漸變得模糊，這個(gè)現(xiàn)象說明了什么？解析這是由于液體的擴(kuò)散現(xiàn)象。3.這一現(xiàn)象是否就是對流？解析不是。對流是由于重力引起的，ＣuSO4溶液密度比水大，不能向上發(fā)生對流。4.為什么硫酸銅溶液放在下面而不把它放在上面？互換后行嗎？解析把ＣuSO4溶液放在下面，這樣才能證明ＣuSO4溶液分子的運(yùn)動(dòng)不是由于重力的作用。互換后，ＣuSO4分子在上面，由于ＣuSO4溶液密度大，將因重力作用加速向下運(yùn)動(dòng)，則不能證明是由液體分子擴(kuò)散引起的。擴(kuò)散現(xiàn)象能結(jié)束嗎？由于粒子（原子、分子或分子集團(tuán)）的熱運(yùn)動(dòng)自發(fā)地產(chǎn)生物質(zhì)遷移現(xiàn)象叫“擴(kuò)散”。擴(kuò)散可以在同一物質(zhì)的一相或固、液、氣多相間進(jìn)行。也可以在不同的固體、液體和氣體間進(jìn)行。主要由于濃度差或溫度差所引起的。一般是從濃度較大的區(qū)域向濃度較小的區(qū)域擴(kuò)散，直到相內(nèi)各部分的濃度達(dá)到均勻或兩相間的濃度達(dá)到平衡時(shí)為止。物質(zhì)直接互相接觸時(shí)，稱自由擴(kuò)散，若擴(kuò)散是經(jīng)過隔離物質(zhì)進(jìn)行時(shí)，則稱為滲透。在自然界中擴(kuò)散現(xiàn)象起著很大的作用。它使整個(gè)地球表面附近的大氣保持相同的成分；土壤里所含有的各種鹽類溶液的擴(kuò)散，便于植物吸收，以利生長。此外在半導(dǎo)體，冶金等很多行業(yè)都應(yīng)用擴(kuò)散，以達(dá)目的。從以上來看擴(kuò)散現(xiàn)象是普遍存在的，那么擴(kuò)散現(xiàn)象能不能說明分子運(yùn)動(dòng)永不停息、不規(guī)則呢？回答：擴(kuò)散現(xiàn)象是普遍存在的，擴(kuò)散和分子運(yùn)動(dòng)也有著不可分割的聯(lián)系，但是要把因果關(guān)系分清楚，應(yīng)該說擴(kuò)散是分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，所以我認(rèn)為我們不能用擴(kuò)散現(xiàn)象來說明分子運(yùn)動(dòng)，而且我認(rèn)為可以這樣理解擴(kuò)散是從宏觀上講，擴(kuò)散有一個(gè)平衡狀態(tài)，擴(kuò)散的驅(qū)動(dòng)力是化學(xué)位