Aineosakesed liiguvad pidevalt, olenemata sellest, mis osakesega on tegemist (aatom, molekul) või millises olekus aine on. Küll aga on aineosakeste liikumise kiirus ja iseloom aine eri olekute puhul erinev.
Temperatuur ja aineosakeste liikumine
Gaasis liiguvad molekulid juhuslikus suunas sirgjooneliselt ja teiste molekulidega põrkudes muudavad oma liikumissuunda. Vedelikes molekulid võnguvad mingis suunas edasi-tagasi, siis hüppavad uude kohta ja võnguvad jälle. Tahkise ehk kristalli osakesed võnguvad ühe kindla ruumipunkti, st tasakaaluasendi ümber, amorfse aine osakesed nihkuvad aeg-ajalt oma kohalt minema nagu vedeliku aineosakesedki.
On kindlaks tehtud, et mida kõrgem on aine temperatuur, seda kiiremini selle osakesed liiguvad. Seetõttu nimetatakse sellist liikumist soojusliikumiseks[mõiste: soojusliikumine – aineosakestekorrapäratu ja lakkamatu liikumine; mida suurem on aineosakeste liikumise keskmine kiirus, seda kõrgem on keha temperatuur]. Kas see liikumine ka kunagi lakkab ja mis tingimustel, sellest räägime juba peatükis 6.4.
- Liiguvad korrapäratult
- Võnguvad oma tasakaaluasendi ümber
- Põrkuvad teineteisega
- Liiguvad väga aeglaselt
- Võnguvad ja aeg-ajalt vahetavad oma asukohta
- Kiirus on keskmine
- Liiguvad korrapäraselt
- Liiguvad väga kiiresti
Mõtle!
- Kuidas liiguks gaasi aineosakene siis, kui tal puuduks igasugune vastastikmõju teiste osakeste ja anuma seintega?
- Milline vedeliku aineosakeste omadus annab vedelikule voolavuse?
Lisalugemine. Browni liikumine
Soojusliikumine põhjustab ka Browni liikumist, mis kujutab endast vedelikus või gaasis hõljuvate mikroskoopiliste osakeste (Browni osakeste) pidevat ja korrapäratut liikumist. Browni liikumise avastas Šoti botaanik Robert Brown 1827. aastal, kui ta vaatles õietolmu osakeste ebakorrapäraselt toimuvat liikumist vedelikus. Browni liikumine toimub sellepärast, et kaootiliselt liikuvad vedeliku või gaasi molekulid põrkavad kokku tahkete osakestega (nt õietolm) ning muudavad nende kiirust ja suunda.
Difusioon
Molekulid liiguvad kiiresti, näiteks toatemperatuuril on õhumolekulide kiirus umbes paarsada meetrit sekundis. Kuid kõik molekulid liiguvad siiski veidi erineva kiirusega ja sellepärast kasutatakse mõistet molekulide keskmine kiirus.
Molekulide liikumist saab kontrollida mitme lihtsa katsega. Näiteks kui hakkame ühes toa nurgas apelsini koorima, on varsti head apelsinilõhna täis terve tuba. Kuidas jõudsid apelsini lõhnamolekulid igasse toasoppi? Ikka soojusliikumise tõttu.
Vedelike segunemist soojusliikumise tõttu saab ka silmaga näha. Tilgutame puhtasse vette tilgakese mingit värvilist vees lahustuvat vedelikku, näiteks punast tinti. Kui me vedelikku ei sega, siis alguses on näha küllalt selge piirjoon, mis eraldab tinti veest. Aga mõne aja pärast on piirjoon juba palju hägusem ja pikapeale kaob täiesti. Selle põhjustab molekulide soojusliikumine, mis ajab vee ja tindi molekulid segamini.
Sellist nähtust, kus ained üksteisega iseenesest segunevad, nimetatakse difusiooniks[mõiste: difusioon – nähtus, mille korral ained segunevad iseenesest]. See toimub seda kiiremini, mida kõrgem on segunevate ainete temperatuur.
Mõtle!
- Miks lahustuvad sool ja suhkur soojas vees kiiremini kui külmas vees?
- Kas difusioon toimub samal temperatuuril kiiremini gaasis või vedelikus? Miks?
- Kuidas saaks veetilga aurustumise kaudu tõestada, et vee molekulidel on erinev liikumiskiirus?
- Olgugi, et molekulide liikumise kiirus on väga suur, jõuab ruumi nurgas õhku pihustatud lõhn ruumi teise otsa siiski võrdlemisi aeglaselt. Miks?
Jätan meelde
- Kristallis võnguvad aineosakesed oma tasakaaluasendi ümber.
- Vedelikus aineosakesed võnguvad ja hüppavad korrapäratult ühest kohast teise.
- Gaasis võivad aineosakesed liikuda mis tahes suunas ja erineva kiirusega. Omavahel põrkudes liikumise suund muutub.
- Soojusliikumise kiirus on seda suurem, mida kõrgem on aine temperatuur.
- Ainete segunemist soojusliikumise tõttu nimetatakse difusiooniks.
