Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

Η κίνηση Μπράουν

Γιατί τα ρευστά συμπεριφέρονται διαφορετικά από τα στερεά; Το 1827 ο Άγγλος βοτανολόγος Μπράουν παρατηρώντας με μικροσκόπιο μικρούς κόκκους γύρης μέσα σε νερό διέκρινε ότι οι κόκκοι εκτελούσαν τρεμουλιαστή κίνηση: "χόρευαν" συνεχώς με τυχαίο και ακανόνιστο τρόπο. Επίσης, όταν η θερμοκρασία του νερού αυξανόταν, η κίνηση γίνονταν πιο έντονη. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται κίνηση Μπράουν. Το παρατηρούμε όταν σωματίδια με διάσταση 1μιη βρίσκονται μέσα σε υγρό ή αέριο. Όταν μέσα σε διαφανές δοχείο εισάγουμε καπνό και παρατηρήσουμε με μικροσκόπιο τα σωματίδια του καπνού, τότε διακρίνουμε αμέσως την κίνηση Μπράουν (Εικ. 5.14).

Ο Μπράουν δεν μπόρεσε να ερμηνεύσει σωστά τις παρατηρήσεις του. Έτσι, το φαινόμενο έμεινε ανεξήγητο μέχρι το 1905. Τότε, ο Αϊνστάιν διατύπωσε τη σωστή ερμηνεία: Η ακανόνιστη κίνηση των στερεών σωματιδίων οφείλεται στο συνεχή βομβαρδισμό τους από μυριάδες μόρια νερού ή αέρα.

Από τη μελέτη της κίνησης Μπράουν προέκυψε ότι τα ρευστά αποτελούνται από μόρια με διαστάσεις λίγα δισεκατομμυριοστά του cm. Προέκυψε, επίσης, ότι τα μόρια εκτελούν διαρκώς άτακτη κίνηση, που γίνεται πιο έντονη με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Μπορούμε τώρα να ερμηνεύσουμε ορισμένες χαρακτηριστικές ιδιότητες των ρευστών.

Στα υγρά τα μόρια κινούνται συνεχώς σαν να "γλυστρούν" το ένα επάνω στο άλλο. Στα αέρια κινούνται σχεδόν ελεύθερα προς κάθε κατεύθυνση. Τα υγρά και τα αέρια, λοιπόν, παίρνουν το σχήμα του δοχείου μέσα στο οποίο βρίσκονται και ρέουν από ένα δοχείο σε άλλο. Επίσης, αν και τα αέρια φαίνεται να μην έχουν βάρος, αυτό δεν είναι σωστό. Το βάρος κάθε ρευστού είναι ίσο με το βάρος των μορίων από τα οποία αποτελείται.

Τέλος, γνωρίζουμε ότι η πυκνότητα των αερίων είναι περίπου 1000 φορές μικρότερη από την πυκνότητα των υγρών. Άρα η απόσταση μεταξύ των μορίων ενός αερίου είναι πολύ μεγαλύτερη από την απόσταση μεταξύ των μορίων ενός υγρού.

Εικόνα 5.14 Συμβολική απεικόνιση της κίνησης Μπράουν. Τα μόρια του νερού συγκρούονται με τους κόκκους της γύρης και προκαλούν την άτακτη κίνηση τους.