Beobachtungen unter dem Mikroskop
Im animierten Bild der Schwebeteilchen kannst du bei genauem hinsehen beobachten, dass sich die kleineren im Mikroskop sichtbaren Teilchen schneller ("nervöser") hin- und herbewegen als die größeren. Die Größe des Teilchens hat daher offensichtlich einen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Bewegung.
Weiter kannst du leicht nachvollziehen, dass auch die Zähigkeit der Flüssigkeit in der sich die Teilchen aufhalten eine Rolle spielt. Je zäher die Flüssigkeit, desto langsamer bewegen sich die Schwebeteilchen.
Beobachtung in einfachen Experimenten
Mit den folgenden zwei einfachen, im Video gezeigten Versuchen, kannst du noch eine weitere wichtige Einflussgröße für die Bewegung der Teilchen kennenlernen. Dazu wird zunächst je ein Teebeutel in kaltes bzw. warmes Wasser gegeben und die Ausbreitung der "Teefarbe" beobachtet. In einem zweiten Versuch wird je ein Tropfen Tinte in kaltes bzw. warmes Wasser gegeben.
Aus der schnelleren Verteilung der Farbpartikel in der heißeren Flüssigkeit kann man indirekt auf eine schnellere Hin- und Herbewegung der submikroskopischen Teilchen (Atome, Moleküle) in der Flüssigkeit schließen. Höhere Temperatur bedeutet also eine größere mittlere (durchschnittliche) Bewegungsgeschwindigkeit der kleinsten Teilchen. Damit besteht auch ein entsprechender Zusammenhang mit der kinetischen Energie der Teilchen.
Merke
Die Temperatur ist ein Maß für die mittlere kinetische Energie der Moleküle bzw. Atome.
Hinweis: Bei den gezeigten Experimenten zur Diffusion von Tee bzw. Tinte in Wasser haben neben der Brownschen Bewegung noch weitere Effekte wie Dichte- und Temperaturunterschiede oder sich ausbildende Strömungen Einfluss auf den Diffusionsprozess und seine Geschwindigkeit. Nur aufgrund der Brownschen Bewegung würden die Prozesse deutlich langsamer ablaufen.
Deutung im Modellversuch bzw. Teilchenmodell
Mit dem nebenstehend skizzierten materiellen Modell kann diese Aussage veranschaulicht werden. Der große Ball stellt ein im Mikroskop sichtbares Teilchen, die Glaskugeln die nicht sichtbaren Atome bzw. Moleküle dar. Hin- und Herbewegen der Platte am Gefäßboden führt zu Bewegung der Glaskugeln. Aber auch der große Ball bewegt sich zufällig und regellos hin und her (siehe auch Video von Prof. Meier). Die schnellere Hin- und Herbewegung der Platte am Gefäßboden bewirkt eine "Erhöhung der Temperatur" des Modellgases.
Mit Hilfe dieses Modellversuchs kannst du übrigens verschiedene Phänomene, die du bei Gasen kennengelernt hast (z.B. Volumenvergrößerung bei Temperaturerhöhung (bei p = const.) im Teilchenbild veranschaulichen und erklären.