高中物理选修第七章 实验探究-扩散现象

PAGE第七章实验探究——扩散现象实验原理：1.知道什么是扩散现象。不同的物质在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫扩散现象。2.气体之间和液体之间都会发生扩散现象，在相同温度下气体扩散比液体快。3.扩散现象不依赖任何外界条件。4.扩散现象提供了“一切物体的分子都在不停地做无规则运动”的理论依据。示例实验：实验（一）：如图2-1所示在装着红棕色二氧化氮气体的瓶子上面，倒扣一个空瓶子，使两个瓶口相对，之间用一块玻璃板隔开。探究过程：1.抽掉玻璃板后，过一段时间会发生什么现象？解析看到两瓶气体混合在一起，颜色变得均匀。2.二氧化氮的密度比空气大，它能进到上面的瓶子里去吗？解析NO2气体能进入到上方瓶子中去。3.红棕色气体二氧化氮进入上面有空气的瓶中的同时，空气是否会进入下面盛放二氧化氮气体的瓶中？解析会，因为下面瓶中气体颜色比原来淡些。4.以上变化属于物理变化，还是化学变化？解析属于物理变化。因为物质的本质并未发生变化。5.发生的现象是不是对流？解析不是。自然对流是由于重力作用而产生的。而此时二氧化氮比空气重，因此不能形成对流。6.此种现象叫什么现象？解析这种现象叫扩散现象，扩散现象不依赖任何外界条件。7.盛放密度比空气大的二氧化氮气体的瓶子为什么要放在下面？解析这样才能说明二氧化氮气体分子的运动不是由于重力的作用。8.若把题中装红棕色NO2的瓶子与上面的空气瓶子互换一下，还能否验证扩散现象？为什么？解析不能，因为互换后红棕色二氧化氮气体瓶子在上面，由于其气体密度大，因重力的作用二氧化氮加速向下运动，则不能证明是气体分子扩散引起的。实验（二）：如图2-2所示，在量筒里装一半清水，用长颈漏斗将硫酸铜溶液注入量筒中清水的下面。图２—２探究过程：1.刚开始会看到什么现象，这是为什么？解析硫酸铜溶液会沉在量筒下部，因为硫酸铜溶液的密度比水的密度大，可以看到无色的清水与蓝色硫酸铜之间明显的界面。2.经过足够长时间，量筒中清水和硫酸铜溶液的明显界面逐渐变得模糊，这个现象说明了什么？解析这是由于液体的扩散现象。3.这一现象是否就是对流？解析不是。对流是由于重力引起的，ＣuSO4溶液密度比水大，不能向上发生对流。4.为什么硫酸铜溶液放在下面而不把它放在上面？互换后行吗？解析把ＣuSO4溶液放在下面，这样才能证明ＣuSO4溶液分子的运动不是由于重力的作用。互换后，ＣuSO4分子在上面，由于ＣuSO4溶液密度大，将因重力作用加速向下运动，则不能证明是由液体分子扩散引起的。扩散现象能结束吗？由于粒子（原子、分子或分子集团）的热运动自发地产生物质迁移现象叫“扩散”。扩散可以在同一物质的一相或固、液、气多相间进行。也可以在不同的固体、液体和气体间进行。主要由于浓度差或温度差所引起的。一般是从浓度较大的区域向浓度较小的区域扩散，直到相内各部分的浓度达到均匀或两相间的浓度达到平衡时为止。物质直接互相接触时，称自由扩散，若扩散是经过隔离物质进行时，则称为渗透。在自然界中扩散现象起着很大的作用。它使整个地球表面附近的大气保持相同的成分；土壤里所含有的各种盐类溶液的扩散，便于植物吸收，以利生长。此外在半导体，冶金等很多行业都应用扩散，以达目的。从以上来看扩散现象是普遍存在的，那么扩散现象能不能说明分子运动永不停息、不规则呢？回答：扩散现象是普遍存在的，扩散和分子运动也有着不可分割的联系，但是要把因果关系分清楚，应该说扩散是分子运动的结果，所以我认为我们不能用扩散现象来说明分子运动，而且我认为可以这样理解扩散是从宏观上讲，扩散有一个平衡状态，扩散的驱动力是化学位