Дифузия в твърди течни и газообразни вещества. Дифузия

Абсолютно всички хора са чували за такова понятие като дифузия. Това беше една от темите в уроците по физика в 7. клас. Въпреки факта, че това явление ни заобикаля абсолютно навсякъде, малко хора знаят за него. Какво означава това все пак? Какво е неговото физическо значение И как можете да улесните живота с него? Днес ще говорим за това.

Дифузия във физиката: определение

Това е процес на проникване на молекули на едно вещество между молекулите на друго вещество. говорене прост език, този процес може да се нарече смесване. По време на това смесване настъпва взаимното проникване на молекулите на дадено вещество помежду си. Например, когато се прави кафе, молекулите разтворимо кафепроникват във водните молекули и обратно.

Скоростта на това физически процесзависи от следните фактори:

температура.
Агрегатно състояние на материята.
Външно влияние.

Колкото по-висока е температурата на веществото, толкова по-бързо се движат молекулите. следователно, процес на смесванесе случва по-бързо при по-високи температури.

Агрегатно състояние на материята - най-важният фактор . При всяко агрегатно състояние молекулите се движат с определена скорост.

Дифузията може да продължи в следните агрегатни състояния:

Течност.
Солиден.

Най-вероятно сега читателят ще има следните въпроси:

Какви са причините за дифузията?
Къде тече по-бързо?
Как се прилага в реалния живот?

Отговорите на тях можете да намерите по-долу.

Причини

Абсолютно всичко на този свят има своя собствена причина. И дифузията не е изключение. Физиците са добре запознати с причините за възникването му. Как да ги доведем до обикновен човек?

Със сигурност всеки е чувал, че молекулите са в постоянно движение. Освен това това движение е безпорядъчно и хаотично, а скоростта му е много висока. Благодарение на това движение и постоянния сблъсък на молекулите се получава тяхното взаимно проникване.

Има ли доказателства за това движение? Разбира се! Спомняте ли си колко бързо започнахте да усещате миризмата на парфюм или дезодорант? А миризмата на храната, която майка ти готви в кухнята? Спомнете си колко бързо приготвяне на чай или кафе. Всичко това не би могло да бъде, ако не беше движението на молекулите. Заключаваме, че основната причина за дифузията е постоянното движение на молекулите.

Сега остава само един въпрос – каква е причината за това движение? Движено е от желанието за баланс. Тоест в веществото има зони с високи и ниски концентрации на тези частици. И поради това желание те непрекъснато се движат от зона с висока концентрация към ниска концентрация. Те са постоянно се сблъскват един с друг, и възниква взаимно проникване.

Дифузия в газове

Процесът на смесване на частици в газове е най-бърз. Може да се появи както между хомогенни газове, така и между газове с различни концентрации.

Ярки примери от живота:

Усещате миризмата на освежителя за въздух чрез дифузия.
Усещате миризмата на сготвената храна. Имайте предвид, че започвате да го усещате веднага, а миризмата на освежителя след няколко секунди. Това се дължи на факта, че при високи температури скоростта на движение на молекулите е по-голяма.
Сълзи, които се появяват, когато режете лук. Молекулите на лука се смесват с молекулите на въздуха и очите ви реагират на това.

Как протича дифузията в течности?

Дифузията в течности протича по-бавно. Може да продължи от няколко минути до няколко часа.

Най-ярките примери от живота:

Приготвяне на чай или кафе.
Смесване на вода и калиев перманганат.
Приготвяне на разтвор на сол или сода.

В тези случаи дифузията протича много бързо (до 10 минути). Въпреки това, ако се приложи външно въздействие върху процеса, например, разбъркване на тези разтвори с лъжица, тогава процесът ще върви много по-бързо и ще отнеме не повече от една минута.

Дифузията при смесване на по-гъсти течности ще отнеме много повече време. Например, смесването на два течни метала може да отнеме няколко часа. Разбира се, можете да направите това за няколко минути, но в този случай ще се окаже сплав с лошо качество.

Например, дифузията при смесване на майонеза и заквасена сметана ще отнеме много време. Въпреки това, ако прибягвате до помощта на външно влияние, тогава този процес няма да отнеме дори минута.

Дифузия в твърди тела: примери

В твърдите тела взаимното проникване на частици протича много бавно. Този процес може да отнеме няколко години. Продължителността му зависи от състава на веществото и неговата структура. кристална решетка.

Експерименти, доказващи съществуването на дифузия в твърди тела.

Залепване на две плочи от различни метали. Ако тези две плочи се държат плътно заедно и под натиск, в рамките на пет години между тях ще има слой с ширина 1 милиметър. Този малък слой ще съдържа молекули от двата метала. Тези две плочи ще бъдат слети заедно.
Много тънък оловен цилиндър се прилага към много тънък слойзлато. След това този дизайн се поставя във фурна за 10 дни. Температурата на въздуха в пещта е 200 градуса по Целзий. След като този цилиндър беше нарязан на тънки дискове, много ясно се виждаше, че оловото прониква в златото и обратно.

Примери за разпространение в околния свят

Както вече разбрахте, колкото по-твърда е средата, толкова по-ниска е скоростта на смесване на молекулите. Сега нека поговорим къде в реалния живот можете да получите практически ползи от това физическо явление.

Процесът на дифузия се случва в живота ни през цялото време. Дори когато лежим на леглото, върху повърхността на чаршафа остава много тънък слой от кожата ни. Освен това абсорбира потта. Именно поради това леглото се замърсява и трябва да се смени.

И така, проявата на този процес в ежедневието може да бъде както следва:

При намазване с масло върху хляб, то се попива в него.
При мариноване на краставици солта първо дифундира с вода, след което солена водазапочва да се разпространява с краставици. В резултат получаваме вкусна закуска. Банките трябва да се навият. Това е необходимо, за да не се изпари водата. По-точно, водните молекули не трябва да дифундират с молекулите на въздуха.
При миене на чинии молекулите на водата и препарата проникват в молекулите на останалите парчета храна. Това им помага да излязат от чинията и да я направят по-чиста.

Проява на дифузия в природата:

Процесът на оплождане се случва именно поради това физическо явление. Молекулите на яйцеклетката и спермата се дифундират, след което се появява ембрионът.
Торене на почвата. Чрез използването на определени химикалиили компост прави почвата по-плодородна. Защо се случва? Изводът е, че молекулите на тора дифундират с молекулите на почвата. След това протича процесът на дифузия между молекулите на почвата и корена на растението. Благодарение на това сезонът ще бъде по-плодотворен.
Смесването на промишлени отпадъци с въздуха силно ги замърсява. Поради това в радиус от един километър въздухът става много мръсен. Неговите молекули дифундират с молекули чист въздухот съседни райони. Така се влошава екологичната ситуация в града.

Проявата на този процес в индустрията:

Силиконизацията е процес на дифузионно насищане със силиций. Извършва се в газообразна атмосфера. Наситеният със силиций слой на детайла има не много висока твърдост, но висока устойчивост на корозия и повишена устойчивост на износванев морска вода, азотна, солна в сярни киселини.
Дифузията в металите играе важна роля в производството на сплави. За да се получи висококачествена сплав, е необходимо да се произвеждат сплави при високи температури и с външно въздействие. Това значително ще ускори процеса на дифузия.

Тези процеси се срещат в различни индустрии:

Електронна.
Полупроводник.
Инженерство.

Както разбирате, процесът на разпространение може да има както положителни, така и отрицателни ефекти върху живота ни. Трябва да можете да управлявате живота си и да увеличите максимално ползите от това физическо явление, както и да сведете до минимум вредите.

Сега знаете каква е същността на такова физическо явление като дифузия. Състои се във взаимното проникване на частици поради тяхното движение. Всичко в живота се движи. Ако сте студент, то след като прочетете нашата статия определено ще получите оценка 5. Успех и на вас!

Виждали ли сте някога орди от малки досадни мушици, които се роят на случаен принцип над главите си? Понякога изглежда, че те сякаш висят неподвижно във въздуха. От една страна, този рояк е неподвижен, от друга, насекомите вътре в него непрекъснато се движат надясно, после наляво, после нагоре, после надолу, непрекъснато се сблъскват един с друг и отново се разпръскват в този облак, сякаш невидима сила задържа ги заедно.

Движенията на молекулите са от подобен хаотичен характер, докато тялото запазва стабилна форма. Това движение се нарича топлинно движение на молекулите.

Брауново движение

Още през 1827 г. известният британски ботаник Робърт Браун използва микроскоп, за да изследва поведението на микроскопичните поленови частици във вода. Той обърна внимание на факта, че частиците непрекъснато се движат в хаотичен, противоречащ на логическия ред и това произволно движение не зависи нито от движението на течността, в която се намират, нито от нейното изпарение. Най-малките частици прашец описват сложни, мистериозни траектории. Интересното е, че интензивността на такова движение не намалява с времето и не е свързана с химични свойствасреда, но се увеличава само ако вискозитетът на тази среда или размерът на движещите се частици намаляват. Освен това температурата оказва голямо влияние върху скоростта на движение на молекулите: колкото по-висока е тя, толкова по-бързо се движат частиците.

Дифузия

Преди много време хората разбраха, че всички вещества в света се състоят от най-малките частици: йони, атоми, молекули и между тях има празнини и тези частици се движат постоянно и произволно.

Последица термично движениемолекулите е дифузия. Можем да видим примери почти навсякъде Ежедневието: както в ежедневието, така и в дивата природа. Това е разпространението на миризми, лепене на различни твърди предмети, смесване на течности.

говорене научен език, дифузията е явлението на проникване на молекули на едно вещество в пролуките между молекулите на друго вещество.

Газове и дифузия

Най-простият пример за дифузия в газове е сравнително бързото разпространение на миризми (приятни и не много приятни) във въздуха.

Дифузията в газове може да бъде изключително опасна, поради това явление отравянето с въглероден окис и други токсични газове протича със светкавична скорост.

Ако дифузията в газове настъпва бързо, най-често за няколко секунди, тогава дифузията в течности отнема цели минути, а понякога дори часове. Зависи от плътността и температурата.

Един пример е много бързото разтваряне на соли, алкохоли и киселини, кратко времеобразуване на хомогенни разтвори.

Дифузия в твърди вещества

IN твърди веществадифузията е най-трудна, при нормална стайна или улична температура е невидима. Във всички съвременни и стари учебници като пример е описан експериментът с оловни и златни плочи. Този експеримент показа, че само след повече от четири години пренебрежимо малко количество злато е проникнало в оловото, а оловото е проникнало в златото на дълбочина не повече от пет милиметра. Тази разлика се дължи на факта, че плътността на оловото е много по-висока от плътността на златото.

Следователно скоростта и интензивността на дифузията зависят не на последно място от плътността на веществото и скоростта на хаотичното движение на молекулите, а скоростта от своя страна зависи от температурата. Дифузията протича по-интензивно и по-бързо при по-високи температури.

Примери за разпространение в ежедневието

Ние дори не се замисляме за факта, че всеки ден на почти всяка крачка се сблъскваме с явлението дифузия. Ето защо това явление се счита за едно от най-значимите и интересни във физиката.

Един от най-простите примери за дифузия в ежедневието е разтварянето на захар в чай или кафе. Ако парче захар се постави в чаша вряща вода, след известно време тя ще изчезне без следа, докато дори обемът на течността практически няма да се промени.

Ако се огледате внимателно, можете да намерите много примери за дифузия, които правят живота ни по-лесен:

разтваряне прах за пране, калиев перманганат, сол;
пръскане на освежители за въздух;
аерозоли за гърло;
отмиване на мръсотия от повърхността на бельото;
смесване на цветове от художника;
месене на тесто;
приготвяне на богати бульони, супи и сосове, сладки компоти и плодови напитки.

През 1638 г., завръщайки се от Монголия, посланик Василий Старков подарява на руския цар Михаил Федорович почти 66 кг сушени листа със странен остър аромат. Московчани, които никога не са го опитвали, много харесват това изсушено растение и все още го използват с удоволствие. разпознахте ли го? Разбира се, това е чай, който се приготвя поради явлението дифузия.

Примери за разпространение в околния свят

Ролята на дифузията в света около нас е много голяма. Един от най-важните примери за дифузия е кръвообращението в живите организми. Кислородът от въздуха навлиза в кръвоносните капиляри, разположени в белите дробове, след което се разтваря в тях и се разпространява по цялото тяло. От своя страна въглеродният диоксид дифундира от капилярите в алвеолите на белите дробове. Хранителни веществаосвободени от храната чрез дифузия, проникват в клетките.

При тревистите растителни видове дифузията се осъществява през цялата им зелена повърхност, в по-големите цъфтящи растения- през листа и стъбла, в храсти и дървета - през пукнатини в кората на стволовете и клоните и лещата.

В допълнение, пример за дифузия в околния свят е усвояването на вода и минерали, разтворени в нея от кореновата система на растенията от почвата.

Именно дифузията е причината съставът на долния слой на атмосферата да е хетерогенен и да се състои от няколко газа.

За съжаление в нашия несъвършен свят има много малко хора, които не знаят какво е инжекция, известна още като „инжекция“. Този вид болезнено но ефективно лечениесъщо се основава на явлението дифузия.

Замърсяване заобикаляща среда: почва, въздух, водни тела - това също са примери за дифузия в природата.

Топящи се бели облаци в синьото небе, толкова обичани от поетите на всички времена - тя е и дифузия, позната на всеки ученик от гимназията!

И така, дифузията е нещо, без което животът ни би бил не само по-труден, но и почти невъзможен.

Учителят по физика Ноздрина Л.Д.

Дифузия в газове, течности и твърди вещества.

слайд 2

Цели и задачи на урока

Основни разпоредби на ICB;

Определение за дифузия;

Характеристики на дифузионния процес в различни среди.

Обяснете явлението дифузия на базата на MKT.

слайд 3

Молекулата е най-малката частица от вещество.
Михаил Василиевич Ломоносов през 1745 г. прави разлика между понятията атом и молекула.
Молекулите са изградени от атоми.
Атомът е най-малката частица от химичен елемент.

слайд 4

Три състояния на материята

Размерът на молекулата е около 10‾¹ºm

Да повторим

слайд 5

„Поставих едно преживяване над 1000 мнения, родени от въображението“

М. В. Ломоносов

Източници на физическо познание

слайд 6

Брауново движение

Робърт Браун през 1827 г., наблюдавайки суспензия под формата на растителен прашец под микроскоп, открива, че частиците са в непрекъснато движение, описвайки сложни траектории.

Слайд 8

Наблюдава се дифузия

В газове
в течности
В твърди вещества

Слайд 9

Ароматни масла, смолите намират широко приложение в парфюмерийната индустрия, терапевтичната ароматерапия, за църковни нужди.

Дифузия на газове в газове

Слайд 10

Дифузия на газове в газове

ароматни вещества
Масла
смоли
листенца от жасмин
Розови листенца
смирна
тамянно дърво

слайд 11

Кой от нас не е бил поразен от миризмата на пролетна нощ? Усещахме миризмите на череша, акация, люляк. Молекулите от миришещото вещество на цветята се разпространяват във въздуха.

Дифузия на газове в газове

слайд 12

Чаят, кафето и какаото обикновено се използват като тонизиращи култури.

Родното място на чая е Китай, кафето е Африка, какаото е Америка. Бързото разпространение на аромата на тези напитки се дължи на факта, че молекулите на миризливата субстанция проникват между молекулите на въздуха.

Дифузия на газове в газове

слайд 13

Най-многобройният начин на комуникация на насекомите е чрез обонятелни химикали, които животните използват, за да се предпазят или да привлекат внимание.

Пренасянето на миризми се осъществява чрез дифузия.

Дифузия на газове в газове

Слайд 14

Атрактивен
Феромони, хормони.
Дифузия на газове в газове
Аромати
пеперуди
Maybugs
порове
дървеници
скунксове
отблъскващ
Репеленти

слайд 15

Горите са белите дробове на планетата, които помагат за дишането на всички живи същества.

Градският въздух съдържа много газообразни вещества ( въглероден окис, въглероден диоксид, азотни оксиди, сяра), получени в резултат на работата на промишления комплекс, транспорта и комуналните услуги.

Процесът на пречистване на въздуха от гората може да се обясни с дифузия.

Дифузия на газове в газове

слайд 16

Природният горим газ е без цвят и мирис.

Дифузия на газове в газове

Поради дифузията газът се разпространява в помещението, образувайки експлозивна смес.

Слайд 18

Решения екологичен проблемсвързани с пречистване на въздуха:

1) филтри на изпускателните тръби;

2) отглеждане на растения покрай пътища и около предприятия, които абсорбират вредни вещества.

Дифузия на газове в газове

Топола

Слайд 19

Наблюдение на процеса на дифузия на въздушни молекули и молекули амоняк(индикаторът е лакмусов тест, фиксиране на наличието на алкална среда)

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Слайд 20

Наблюдение на разтварянето на дима от пожар във въздуха.

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

слайд 21

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Разпространение на миризмата на освежителя за въздух в стаята.

слайд 22

Пчелната отрова е безцветна прозрачна течност с ароматна миризма и висока биологична активност.

Бързото проникване на пчелната отрова е свързано с биологични процеси в организма

(с движението на отровните молекули и взаимодействието им с междуклетъчната течност на съединителната тъкан).

ДИФУЗИЯ НА ТЕЧНОСТ В ТЕЧНОСТ

слайд 23

За приготвянето на чай се използват цветове и листа на някои растения: жасмин, роза, липа, риган, мента, мащерка и др.

ДИФУЗИЯ НА ТЕЧНОСТ В ТЕЧНОСТ

слайд 24

ДИФУЗИЯ НА ТЕЧНОСТ В ТЕЧНОСТ

зелено
Черните

В твърдо състояние цветът на чая зависи от това как се обработват листата.

Приготвянето на чай се основава на дифузията на водни молекули и оцветителя на растенията.

Слайд 25

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Каним ви на чай.

слайд 26

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Сравнение на скоростта на дифузия при варене на чай студен и топла вода.

Процесът на дифузия се ускорява с повишаване на температурата; протича по-бавно, отколкото в газове.

Слайд 27

Добавянето на резен лимон прави чая по-лек.

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Цветът на чая е кафяв само в неутрална среда (във вода).

Слайд 28

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

За насищане на цвета на цвеклото към водата се добавя оцетна киселина.

Слайд 29

Миризмата на сол, миризмата на йод.

Непреодолима и горда

Рифови каменни муцуни

Излизане от водата...

Ю. Друнина

Всяка година 2 милиарда тона соли навлизат в атмосферата.

слайд 30

Смогът е жълта мъгла, която отравя въздуха, който дишаме.

Смогът е основната причина за респираторни и сърдечни заболявания, отслабване на човешкия имунитет.

ДИФУЗИЯ НА ТВЪРДОТО СЪСТОЯНИЕ В ГАЗОВЕ

Слайд 31

ДИФУЗИЯ НА ТВЪРДОТО СЪСТОЯНИЕ В ГАЗОВЕ

Частици, открити в градския въздух.

растителен прашец
Микроорганизми и техните спори
сух пясък
въглищен прах
циментов прах
Тор
азбест
кадмий
живак
Водя
железен оксид
меден оксид
Радиус на частиците, µm
20 – 60
1 - 15
200 - 2000
10 – 400
10 – 150
30 – 800
10 – 200
0,5-1
0,1-1
0,1-1

слайд 32

Как да обясним процеса на мариноване на зеленчуци?

Слайд 33

ДИФУЗИЯ НА ТВЪРДО ТВЪРДО В ТЕЧНОСТ

Туршия от гъби

слайд 34

Плодови кисели краставички

ДИФУЗИЯ НА ТВЪРДО ТВЪРДО В ТЕЧНОСТ

По време на осоляването кристалите на солта се разлагат на Na и Cl йони във воден разтвор, движат се произволно и заемат пролуките между порите на хранителните продукти.

Слайд 35

Приготвяне на конфитюри и компоти.

ДИФУЗИЯ НА ТВЪРДО ТВЪРДО В ТЕЧНОСТ

слайд 36

Получаване на захар от цвекло в промишленото производство

ДИФУЗИЯ НА ТВЪРДО ТВЪРДО В ТЕЧНОСТ

Слайд 37

Разтваряне на кристали калиев перманганат във вода.

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Слайд 38

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Разтваряне на захарни кристали в гореща вода.

Слайд 39

Разтваряне на таблетката "Mukaltin" във вода.

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Слайд 40

готвене кисели краставички, кисело зеле, осолена риба и свинска мас у дома.

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Слайд 41

За придаване на твърдост, устойчивост на износване и якост на опън на железните и стоманените части, техните повърхности се подлагат на дифузно насищане с въглерод (циментиране)

Слайд 42

Английският металург Уилям Робъртс-Остин измерва дифузията на злато в олово, като поставя този цилиндър в пещ при около 200°C за 10 дни.

Златните атоми бяха равномерно разпределени по целия оловен цилиндър.

слайд 43

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Наблюдение на явлението дифузия на калиев перманганат и восъчни молекули.

Слайд 44

НАШИЯТ ЕКСПЕРИМЕНТ

Резултат след три седмици.
Минаха два месеца.
Молекулите в твърдите вещества дифундират най-бавно.

Слайд 45

Причината за дифузията е произволното движение на молекулите.
Скоростта на дифузия зависи от състоянието на агрегиране на контактуващите тела.
Дифузията е бърза в газове, по-бавна в течности и много бавна в твърди вещества.
Процесът на дифузия се ускорява с повишаване на температурата, с намаляване на вискозитета на средата и размера на частиците.

Слайд 46

1. Коя фигура най-правилно показва капка вода в микроскоп при голямо увеличение?

2. Имайки модели на частици от две вещества, покажете какво се случва в едно вещество, когато те се смесят спонтанно.

3. Изберете картина, в която посоката на стрелките правилно показва посоката на движение на две частици в веществото.

Опишете как се движат частиците в материята.

Какви танци или мелодии могат да се сравнят с движението на частици от палмово дърво, растящо в Африка, и частици от кедър, растящ в Сибир?

Слайд 47

Всеки знае колко полезно лук. Но когато го режем, леем сълзи. Обясни защо?

Това се дължи на явлението дифузия.Причината е летливото вещество lachrymator, което причинява сълзи. Разтваря се в течността на лигавицата на окото, освобождавайки сярна киселинакойто дразни лигавицата на окото.

Слайд 48

Средно ниво: 1. В коя саламура - топла или студена - краставиците се маринират по-бързо?

2. Защо плат, боядисан с нискокачествена боя, не може да се поддържа мокър при контакт със светло бельо?

Достатъчно ниво: 1. Защо димът от огъня, издигайки се нагоре, бързо престава да се вижда дори при тихо време?

2. Ще се разпространяват миризми в херметически затворен мазекъдето няма абсолютно никакви чернови?

Високо ниво: 1. Отворен съд с етер се балансира на везната и се оставя сам. След известно време балансът на везните се наруши. Защо?

2. Какво е значението на дифузията за процесите на дишане при хората и животните?

Слайд 49

1. Параграф № 9, въпроси към параграфа;

2. Експериментална задача (опишете дифузионните явления, наблюдавани у дома).

3. Отговорете на въпроса писмено:

Защо сладкият сироп придобива плодов вкус с течение на времето? (средно ниво)

Защо осолената херинга става по-малко солена след известно време във вода? (достатъчно ниво)

Защо се използва течно лепило и разтопена спойка при залепване и запояване? ( високо ниво)

Слайд 50

Слайд 51

1. Semke A.I. "Нестандартни проблеми във физиката", Ярославл: Академия за развитие, 2007 г.

2. Шустова Л.В., Шустов С.Б. " Химически основиекология. М.: Просвещение, 1995.

3. Лукашик В.И. Проблемна тетрадка по физика 7-8кл. М.: Образование, 2002.

4. Кац Ц.Б. Биофизика в часовете по физика. М.: Образование, 1998.

5. Енциклопедия по физика. М.: Аванта +, 1999.

6. Богданов К.Ю. Физик на посещение при биолог. М.: Наука, 1986.

7. Енохович A.S. Наръчник по физика. Москва: Образование, 1990.

8. Олгин О. И. Експерименти без експлозии. Москва: Химия, 1986.

9. Ковтунович М.Г. „Домашен експеримент по физика 7-11 клас.“ М.: Хуманитарен издателски център, 2007.

10. Интернет ресурси.

литература

Вижте всички слайдове

Многобройни експерименти показват, че молекулите на всички тела са в непрекъснато движение. Нека разгледаме един от тях.

Воден разтвор се излива в стъклен съд син витриол. Този разтвор е тъмносин на цвят и е по-тежък от водата. Върху разтвора в съда, много внимателно, за да не се смесят течностите, се изсипва чиста вода. В началото на експеримента се вижда остра граница между вода и разтвор на меден сулфат.

Съдът се оставя сам и продължава да наблюдава интерфейса на течностите. Няколко дни по-късно те откриват, че интерфейсът е замъглен. След две седмици границата, разделяща една течност от друга, изчезва, в съда се образува хомогенна течност с блед цвят. син цвят (вижте цветна вложка I, по-долу). Така течностите се смесват.

Явлението, при което веществата спонтанно се смесват едно с друго, се нарича дифузия.

Това явление се обяснява по следния начин (фиг. 16). Първо, отделни молекули вода и меден сулфат обменят места поради движението си, разположен близо до границата между тези течности. Границата става размита, тъй като молекулите на медния сулфат влизат в долния слой на водата и обратно, водните молекули влизат горен слойразтвор на меден сулфат. След това някои от тези молекули разменят местата си с молекулите в следващите слоеве. Интерфейсът между течностите става още по-неясно.Тъй като молекулите се движат непрекъснато и произволно, този процес води до факта, че цялата течност в съда става хомогенна.

Дифузията протича по-бързо в газове, отколкото в течности.Ако в стаята се въведе някакво миризливо вещество, като нафталин, много скоро миризмата му ще се усети в цялата стая. Това означава, че нафталиновите молекули проникват навсякъде - настъпва дифузия. Молекулите на нафталина, сблъсквайки се с молекули на въздуха и се движат произволно във всички посоки, се разпръскват из стаята във всички посоки.

Дифузията се случва и в твърди вещества, но много бавно.В един от експериментите гладко полирани плочи от олово и злато бяха поставени една върху друга и притиснати с товар. С нормално стайна температура(около 20 ° C) в продължение на 5 години златото и оловото са растат заедно, взаимно прониквайки един в друг на разстояние от 1 mm. Резултатът беше тънък слой от сплав злато и олово.

Дифузията има голямо значениев човешкия и животинския живот. Например кислородът от околната среда, поради дифузия, прониква в тялото през човешката кожа. Хранителните вещества чрез дифузия проникват от червата в кръвта на животните.

Дифузия се получава и при запояване на метални части.

Въпрос. един.Какво е дифузия? Опишете експеримент, при който се наблюдава дифузия на течности. 2. Как се обяснява дифузията от гледна точка на молекулярната структура на веществото? 3. При какви процеси и как протича дифузията при хората и животните?

Упражнението. един.На какво явление се основава осоляването на краставици, зеле, риба и други продукти? 2. Водата на реки, езера и други водни тела винаги съдържа молекули газове, които са част от въздуха. Поради какво явление тези молекули попадат във водата?Защо проникват до дъното на резервоара? Опишете как въздухът се смесва с вода. 1 2 3

Задачата. един.Изсипете в чаша студена водаи спуснете парче калиев перманганат на дъното. Без да разбърквате водата, определете колко време е необходимо молекулите на калиев перманганат да влязат в горния слой на водата. Обяснете наблюдаваното явление. 2. Налейте равни количества вода в две чаши. Поставете един от тях топло място, другият - в студа (в хладилника, през прозореца, в навеса). След известно време спуснете парче олово от „химичен“ молив (или зърно калиев перманганат) на дъното на всяка чаша. Поставете очилата обратно на първоначалните им места. Сутрин и вечер маркирайте позицията на границата на цветна и чиста вода в тези две чаши. Направете правилното заключение въз основа на вашия опит. 3. Прочетете параграфа „Брауново движение“ в края на учебника.

За да се разтвори по-бързо захарта в чая, трябва да се разбърква. Но се оказва, че ако това не се направи, след известно време цялата захар ще се разтвори и чаят ще стане сладък. В хода на този урок ще научите, че такова спонтанно смесване на вещества се дължи на непрекъснатото хаотично движение на молекулите и това явление се нарича дифузия.

Тема: Първоначална информация за структурата на материята

Урок: Дифузия

В ежедневието си понякога не забелязваме някои физически явления. Например някой отвори бутилка парфюм и ние, дори да сме на голямо разстояние, ще усетим тази миризма. Изкачвайки се по стълбите към нашия апартамент, усещаме миризмата на приготвената у дома храна. Пускаме торбичка с чаени листа в чаша гореща вода и дори не забелязваме как листата оцветяват цялата вода в чашата.

Ориз. 1. Въпреки че чаените листа са вътре в пакетчето за чай, те оцветяват цялата вода в чашата.

Всички тези явления са свързани с едно и също физическо явление, което се нарича дифузия. Това се случва, защото молекулите на едното и на другото вещество взаимно се проникват.

Дифузията е спонтанно взаимно проникване на молекули на едно вещество в пространствата между молекулите на друго.

В това определение всяка дума е важна: и спонтанна, и взаимна, и проникване, и молекули.

Ако излеете разтвор на меден сулфат (син) в съда и внимателно, без да бъркате, изсипете чиста вода отгоре, ще забележите, че отначало доста ясна граница между вода и меден сулфат става все по-замъглена с течение на времето. Ако експериментът продължи една седмица, тази граница ще изчезне напълно и течността в съда ще стане равномерно оцветена.

Ориз. 2. Дифузия на разтвор на меден сулфат във вода

Дифузията в газовете става много по-бързо. Вземете цилиндричен стъклен съд без дъно и прикрепете към него вътрешна повърхноствертикални ленти от универсална индикаторна хартия. Тези ленти имат способността да променят цвета си под въздействието на парите на определени вещества. Изсипете малко количество от такова вещество на дъното на чаша и поставете цилиндричен съд в тази чаша. Ще видим, че отначало индикаторните ленти ще променят цвета си в долната си част, но след 10-20 секунди лентите ще придобият яркосин цвят по цялата си дължина. Това означава, че въздухът и газообразното вещество спонтанно се смесват един с друг, тоест е имало взаимно проникване на молекулите на едно вещество в пролуките между молекулите на друго, което означава, че е настъпила дифузия.

Ориз. 3. В резултат на дифузията на парите на летливо вещество цветът на лентите индикаторна хартия се променя първо в долната част, а след това по цялата дължина

Оказва се, че скоростта на дифузия на определени вещества може да бъде повлияна. За да проверим това, нека вземем две чаши, едната с гореща, а другата с студена вода. Изсипете едно и също количество разтворимо кафе и в двете чаши. В едно от очилата дифузията ще върви много по-бързо. Както ви казва житейски опит, дифузията настъпва толкова по-бързо, колкото по-висока е температурата на дифундиращите вещества.

Ориз. 4. Водата в дясната чаша има по-висока температура и следователно дифузията на разтворимо кафе в нея е по-бърза

Колкото по-висока е температурата на веществата, толкова по-бърза е дифузията.

Може ли да се случи дифузия в твърди тела? На пръв поглед не. Но опитът дава различен отговор на този въпрос. Ако повърхностите на два различни метала (например олово и злато) са добре полирани и плътно притиснати една към друга, тогава взаимното проникване на метални молекули може да се регистрира на дълбочина от около един милиметър. Вярно е, че това ще отнеме няколко години.