Условие
В два стакана налили воду: в один — горячую, в другой — холодную. В каждый аккуратно опустили по кусочку краски-марганцовки и поставили рядом. Через пять минут в горячей воде вода окрасилась почти равномерно, а в холодной краска ещё лежит на дне. Объясни, почему так, и что именно движется в стакане.
Что известно и что ищем
- Известно, что в стаканы налита одна и та же вода, но разной температуры.
- Известно, что частицы вещества находятся в непрерывном движении.
- Ищем связь между температурой воды и скоростью проникновения частиц краски в воду.
Ход решения
- Шаг 1. Называем явление. Краска постепенно расходится по всему объёму воды — это диффузия, то есть взаимное проникновение частиц одного вещества между частицами другого.
- Шаг 2. Вспоминаем причину диффузии. Частицы воды и частицы краски движутся беспорядочно и постепенно перемешиваются сами, без ложки.
- Шаг 3. Сравниваем два стакана. В горячей воде частицы движутся быстрее, поэтому и проникновение частиц краски идёт быстрее. В холодной они движутся медленнее, и окрашивание занимает больше времени.
- Шаг 4. Уточняем, что именно движется: движутся частицы вещества, а не видимая струйка краски. Движение самих молекул не видно, видно только его результат — постепенно окрасившуюся воду.
- Шаг 5. Отдельно проговариваем, что диффузия идёт и без нагревания, просто медленнее. Поэтому нельзя сказать, что в холодной воде диффузии нет совсем.
Проверь себя
- Ответ: в горячей воде диффузия идёт быстрее, потому что скорость движения частиц растёт с температурой.
- Проверка вывода: единственное заметное различие между стаканами — температура. Если бы отличались ещё и вещества, по опыту нельзя было бы судить о роли температуры.
- Ловушка: объяснить окрашивание тем, что «горячая вода сама перемешивается». Нагревание не создаёт движения воды в стакане, оно ускоряет движение частиц.
Как объяснить ребёнку
«Частицы в воде всё время толкаются и бегают. Чем горячее вода, тем быстрее они бегают. Кусочек краски — это тоже частицы, и они постепенно разбегаются между частицами воды. В тёплой воде все бегут быстрее, поэтому вода окрашивается раньше».
Тема для отчёта родителю
«Диффузия и её зависимость от температуры».
Формулировка задания — наш аналог по теме, а не текст из учебника.