Diffúzió szilárd folyékony és gáznemű anyagokban. Diffúzió

Abszolút mindenki hallott már olyan fogalomról, mint a diffúzió. Ez volt az egyik téma a 7. osztály fizika óráin. Annak ellenére, hogy ez a jelenség abszolút mindenhol körülvesz bennünket, kevesen tudnak róla. Egyébként mit jelent? Mi az fizikai jelentése És hogyan lehet vele könnyebbé tenni az életet? Ma erről fogunk beszélni.

Diffúzió a fizikában: definíció

Ez az egyik anyag molekuláinak behatolása egy másik anyag molekulái közé. beszél egyszerű nyelv, ezt a folyamatot keverésnek nevezhetjük. Eközben a keveredés egy anyag molekuláinak egymás közötti kölcsönös behatolása során következik be. Például kávéfőzéskor a molekulák instant kávé behatolnak a vízmolekulákba és fordítva.

Ennek a sebessége fizikai folyamat a következő tényezőktől függ:

Hőfok.
Aggregált halmazállapot.
Külső hatás.

Minél magasabb egy anyag hőmérséklete, annál gyorsabban mozognak a molekulák. Következésképpen, keverési folyamat magasabb hőmérsékleten gyorsabban megy végbe.

halmazállapot - a legfontosabb tényező . Az aggregáció minden állapotában a molekulák bizonyos sebességgel mozognak.

A diffúzió a következő aggregációs állapotokban mehet végbe:

Folyékony.
Szilárd.

Valószínűleg most a következő kérdések lesznek az olvasóban:

Mik a diffúzió okai?
Hol folyik gyorsabban?
Hogyan alkalmazzák való élet?

A rájuk adott válaszok alább olvashatók.

Okoz

Ezen a világon mindennek megvan a maga oka. ÉS a diffúzió sem kivétel. A fizikusok jól ismerik előfordulásának okait. Hogyan vigyük el őket hétköznapi ember?

Bizonyára mindenki hallott már arról, hogy a molekulák állandó mozgásban vannak. Ráadásul ez a mozgás rendetlen és kaotikus, sebessége pedig igen nagy. Ennek a mozgásnak és a molekulák állandó ütközésének köszönhetően kölcsönös behatolásuk következik be.

Van valami bizonyíték erre a mozgalomra? Biztosan! Emlékszel, milyen gyorsan kezdted érezni a parfüm vagy a dezodor illatát? És annak az ételnek az illata, amit anyukád főz a konyhában? Ne feledje, milyen gyorsan tea vagy kávé elkészítése. Mindez nem is lehetne, ha nem a molekulák mozgása miatt. Arra a következtetésre jutottunk, hogy a diffúzió fő oka a molekulák állandó mozgása.

Most már csak egy kérdés marad: mi az oka ennek a mozgalomnak? Az egyensúly vágya hajtja. Vagyis az anyagban vannak olyan területek, ahol ezek a részecskék magas és alacsony koncentrációban vannak. És ennek a vágynak köszönhetően folyamatosan mozognak a magas koncentrációjú területről az alacsony koncentrációra. Folyamatosan vannak ütköznek egymással, és megtörténik az áthatolás.

Diffúzió gázokban

A részecskék gázokban való keveredésének folyamata a leggyorsabb. Előfordulhat homogén gázok és különböző koncentrációjú gázok között egyaránt.

Élénk példák az életből:

A légfrissítő illatát diffúzión keresztül érzed.
Érzi a főtt étel illatát. Vegye figyelembe, hogy azonnal érezni kezdi, és néhány másodperc múlva a frissítő illatát. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy magas hőmérsékleten a molekulák mozgási sebessége nagyobb.
Hagyma vágásakor keletkező könnyek. A hagyma molekulák keverednek a levegő molekulákkal, és a szemed reagál erre.

Hogyan történik a diffúzió folyadékokban?

A diffúzió a folyadékokban lassabban megy végbe. Néhány perctől több óráig tarthat.

A legfényesebb példák az életből:

Tea vagy kávé készítése.
Víz és kálium-permanganát összekeverése.
Só- vagy szódaoldat elkészítése.

Ezekben az esetekben a diffúzió nagyon gyorsan megy végbe (akár 10 percig). Ha azonban külső hatást gyakorolnak a folyamatra, például kanállal keverik ezeket az oldatokat, akkor a folyamat sokkal gyorsabban megy végbe, és nem tart tovább egy percnél.

Sűrűbb folyadékok keverésekor a diffúzió sokkal tovább tart. Például két folyékony fém összekeverése több órát is igénybe vehet. Természetesen ezt néhány perc alatt megteheti, de ebben az esetben kiderül rossz minőségű ötvözet.

Például a diffúzió a majonéz és a tejföl keverésekor nagyon hosszú ideig tart. Ha azonban külső befolyás segítségét veszi igénybe, akkor ez a folyamat egy percet sem vesz igénybe.

Diffúzió szilárd anyagokban: példák

Szilárd anyagokban a részecskék kölcsönös behatolása nagyon lassan megy végbe. Ez a folyamat több évig is eltarthat. Időtartama az anyag összetételétől és szerkezetétől függ. kristályrács.

Kísérletek, amelyek bizonyítják, hogy létezik diffúzió szilárd anyagokban.

Két különböző fémlemez ragasztása. Ha ezt a két lemezt szorosan egymáshoz és nyomás alatt tartják, öt éven belül 1 milliméter széles réteg lesz közöttük. Ez a kis réteg mindkét fém molekuláit tartalmazza. Ez a két lemez össze lesz vonva.
Egy nagyon vékony ólomhengert alkalmaznak egy nagyon vékonyréteg Arany. Ezt követően ezt a kialakítást 10 napig sütőbe helyezzük. A kemencében a levegő hőmérséklete 200 Celsius fok. Miután ezt a hengert vékony korongokra vágták, nagyon jól látható volt, hogy az ólom behatolt az aranyba és fordítva.

Példák diffúzióra a környező világban

Amint már megértette, minél keményebb a közeg, annál alacsonyabb a molekulák keveredésének sebessége. Most pedig beszéljünk arról, hogy a való életben hol szerezhet gyakorlati hasznot ebből a fizikai jelenségből.

A diffúzió folyamata folyamatosan előfordul az életünkben. Még akkor is, ha az ágyon fekszünk, nagyon vékony bőrréteg marad a lepedő felületén. Az izzadságot is felszívja. Emiatt az ágy piszkossá válik, és ki kell cserélni.

Tehát ennek a folyamatnak a megnyilvánulása a mindennapi életben a következő lehet:

Kenyérre kenve a vajat felszívódik benne.
Az uborka savanyítása során a só először vízzel diffundál, majd ezután sós víz diffundálni kezd az uborkával. Ennek eredményeként azt kapjuk finom falat. A bankokat fel kell gördíteni. Ez azért szükséges, hogy a víz ne párologjon el. Pontosabban, a vízmolekulák nem diffundálhatnak levegőmolekulákkal.
Mosogatáskor a víz és a mosószer molekulái behatolnak a megmaradt ételdarabok molekuláiba. Ez segít leszállni a lemezről, és tisztábbá teszi azt.

A diffúzió megnyilvánulása a természetben:

A megtermékenyítés folyamata pontosan ennek a fizikai jelenségnek köszönhető. A petesejt és a spermium molekulái diffundálnak, majd megjelenik az embrió.
Talajtrágyázás. Használata révén bizonyos vegyszerek vagy a komposzt termékenyebbé teszi a talajt. Miért történik ez? A lényeg az, hogy a műtrágyamolekulák diffundálnak a talajmolekulákkal. Ezt követően diffúziós folyamat megy végbe a talaj molekulái és a növény gyökere között. Ennek köszönhetően a szezon eredményesebb lesz.
Az ipari hulladék levegővel való keverése nagymértékben szennyezi azt. Emiatt egy kilométeres körzetben nagyon koszos lesz a levegő. Molekulái diffundálnak a molekulákkal tiszta levegő a szomszédos területekről. Így romlik a város ökológiai helyzete.

Ennek a folyamatnak a megnyilvánulása az iparban:

A szilikonozás a szilíciummal való diffúziós telítés folyamata. Gáznemű atmoszférában hajtják végre. Az alkatrész szilíciummal telített rétege nem túl nagy keménységű, de nagy a korrózióállósága ill fokozott kopásállóság tengervízben, salétromsav, sósav kénsavban.
A fémekben való diffúzió fontos szerepet játszik az ötvözetek gyártásában. Kiváló minőségű ötvözet előállításához magas hőmérsékleten és külső behatásokkal kell ötvözeteket előállítani. Ez nagymértékben felgyorsítja a diffúziós folyamatot.

Ezek a folyamatok különböző iparágakban fordulnak elő:

Elektronikus.
Félvezető.
Mérnöki.

Amint Ön is tudja, a diffúzió folyamatának pozitív és negatív hatásai is lehetnek életünkre. Képesnek kell lennie arra, hogy irányítsa az életét, és maximalizálja ennek a fizikai jelenségnek az előnyeit, valamint minimalizálja a károkat.

Most már tudod, mi a lényege egy ilyen fizikai jelenségnek, mint a diffúzió. Ez a részecskék kölcsönös behatolásából áll a mozgásuk miatt. Az életben minden mozog. Ha diák vagy, cikkünk elolvasása után biztosan 5-ös osztályzatot kapsz. Sok sikert neked!

Láttál már kis, idegesítő törpe hordáit véletlenszerűen nyüzsögni a fejed felett? Néha úgy tűnik, mintha mozdulatlanul lógnának a levegőben. Ez a raj egyrészt mozdulatlan, másrészt a benne lévő rovarok folyamatosan jobbra, majd balra, majd felfelé, majd lefelé mozognak, folyamatosan egymásnak ütköznek és újra szétszóródnak ebben a felhőben, mintha láthatatlan erő tartana. őket együtt.

A molekulák mozgása hasonló kaotikus jellegű, miközben a test megőrzi stabil alakját. Ezt a mozgást molekulák hőmozgásának nevezik.

Brown-mozgás

Még 1827-ben a híres brit botanikus, Robert Brown mikroszkóp segítségével vizsgálta a vízben lévő mikroszkopikus pollenrészecskék viselkedését. Felhívta a figyelmet arra, hogy a részecskék folyamatosan kaotikus, logikát meghazudtoló sorrendben mozogtak, és ez a véletlenszerű mozgás nem függ sem a folyadék mozgásától, sem a párolgásától. A pollen legkisebb részecskéi összetett, titokzatos pályákat írtak le. Érdekes módon az ilyen mozgás intenzitása nem csökken az idő múlásával, és nincs összefüggésben vele kémiai tulajdonságok közeg, de csak akkor nő, ha ennek a közegnek a viszkozitása vagy a mozgó részecskék mérete csökken. Emellett a hőmérséklet nagyban befolyásolja a molekulák mozgási sebességét: minél magasabb, annál gyorsabban mozognak a részecskék.

Diffúzió

Réges-régen felismerték az emberek, hogy a világ összes anyaga a legkisebb részecskékből áll: ionokból, atomokból, molekulákból, és ezek között rések vannak, és ezek a részecskék folyamatosan és véletlenszerűen mozognak.

Következmény hőmozgás A molekulák diffúziója. Szinte mindenhol láthatunk példákat Mindennapi élet: a mindennapi életben és az élővilágban egyaránt. Ez a szagok terjesztése, különféle szilárd tárgyak ragasztása, folyadékok keverése.

beszél tudományos nyelv, a diffúzió az a jelenség, amikor egy anyag molekulái behatolnak egy másik anyag molekulái közötti résbe.

Gázok és diffúzió

A gázokban való diffúzió legegyszerűbb példája a szagok meglehetősen gyors terjedése (mind kellemes, mind nem túl kellemes) a levegőben.

A gázokban való diffúzió rendkívül veszélyes lehet, e jelenség miatt a szén-monoxiddal és más mérgező gázokkal való mérgezés villámgyorsan megy végbe.

Ha a gázokban a diffúzió gyorsan, leggyakrabban másodpercek alatt megy végbe, akkor a folyadékokban való diffúzió egész perceket, sőt néha órákat is igénybe vesz. Sűrűségtől és hőmérséklettől függ.

Ilyen például a sók, alkoholok és savak nagyon gyors oldódása, egy kis idő homogén oldatokat képezve.

Diffúzió szilárd anyagokban

BAN BEN szilárd anyagok A diffúzió a legnehezebb, normál szoba- vagy utcai hőmérsékleten láthatatlan. Minden modern és régi iskolai tankönyvben példaként szerepel az ólom- és aranylemezekkel végzett kísérlet. Ez a kísérlet kimutatta, hogy csak több mint négy év elteltével, elhanyagolható mennyiségű arany hatol be az ólomba, és az ólom legfeljebb öt milliméter mélységig hatolt az aranyba. Ez a különbség abból adódik, hogy az ólom sűrűsége sokkal nagyobb, mint az arany sűrűsége.

Ebből következően a diffúzió sebessége és intenzitása nem utolsósorban az anyag sűrűségétől és a molekulák kaotikus mozgásának sebességétől, a sebesség pedig a hőmérséklettől függ. Magasabb hőmérsékleten a diffúzió intenzívebben és gyorsabban megy végbe.

Példák diffúzióra a mindennapi életben

Nem is gondolunk arra, hogy minden nap szinte minden lépésnél találkozunk a diffúzió jelenségével. Ezért tartják ezt a jelenséget a fizikában az egyik legjelentősebb és legérdekesebb jelenségnek.

A mindennapi élet diffúziójának egyik legegyszerűbb példája a cukor feloldódása teában vagy kávéban. Ha egy darab cukrot egy pohár forrásban lévő vízbe teszünk, egy idő után nyomtalanul eltűnik, miközben a folyadék térfogata gyakorlatilag nem változik.

Ha figyelmesen körülnéz, számos példát találhat a diffúzióra, amelyek megkönnyítik az életünket:

pusztulás mosópor, kálium-permanganát, só;
permetező légfrissítők;
aeroszolok a torok számára;
mossa le a szennyeződést az ágynemű felületéről;
színek keverése a művész által;
tésztadagasztás;
gazdag húslevesek, levesek és mártások, édes kompótok és gyümölcsitalok főzése.

1638-ban, Mongóliából hazatérve, Vaszilij Starkov nagykövet Mihail Fedorovics orosz cárt ajándékba ajándékozta csaknem 66 kg szárított, különös csípős aromájú levelekkel. Azok a moszkvaiak, akik még soha nem próbálták, nagyon szerették ezt a szárított növényt, és továbbra is szívesen használják. Felismerted őt? Természetesen ez a tea, amelyet a diffúzió jelensége miatt főznek.

Példák diffúzióra a környező világban

A diffúzió szerepe a minket körülvevő világban nagyon nagy. A diffúzió egyik legfontosabb példája az élő szervezetek vérkeringése. A levegőből származó oxigén a tüdőben elhelyezkedő vérkapillárisokba kerül, majd feloldódik bennük és szétterjed a szervezetben. A szén-dioxid viszont a kapillárisokból a tüdő alveolusaiba diffundál. Tápanyagok a táplálékból diffúzióval szabadulva behatolnak a sejtekbe.

A lágyszárú növényfajoknál a diffúzió a teljes zöldfelületükön, nagyobb méretekben történik virágzó növények- leveleken és száron, cserjéken és fákon keresztül - törzsek és ágak kéregének repedései és lencse.

Emellett a környező világban való diffúzió példája a növények gyökérrendszere által a víz és a benne oldott ásványi anyagok felszívódása a talajból.

A diffúzió az oka annak, hogy a légkör alsó rétegének összetétele heterogén, több gázból áll.

Sajnos tökéletlen világunkban nagyon kevés olyan ember van, aki nem tudja, mi az az injekció, más néven "injekció". Ez a fajta fájdalmas, de hatékony kezelés diffúzió jelenségén is alapul.

Környezetszennyezés környezet: talaj, levegő, víztestek – ezek is példák a természetben való diffúzióra.

Olvadó fehér felhők a kék égen, minden idők költői által annyira kedvelt – ő is egy olyan diffúzió, amelyet minden közép- és középiskolás diák ismer!

Tehát a diffúzió olyan dolog, ami nélkül életünk nemcsak nehezebb, de szinte lehetetlen is lenne.

fizikatanár Nozdrina L.D.

Diffúzió gázokban, folyadékokban és szilárd anyagokban.

2. dia

Az óra céljai és célkitűzései

Az ICB alapvető rendelkezései;

A diffúzió meghatározása;

A diffúziós folyamat jellemzői különböző közegekben.

Magyarázza meg a diffúzió jelenségét az MKT alapján!

3. dia

A molekula az anyag legkisebb részecskéje.
Mihail Vasziljevics Lomonoszov 1745-ben különbséget tett az atom és a molekula fogalma között.
A molekulák atomokból állnak.
Az atom egy kémiai elem legkisebb részecskéje.

4. dia

Az anyag három állapota

A molekula mérete körülbelül 10‾¹ºm

Ismételjük

5. dia

"Egy élményt 1000, a képzelet szülte vélemény fölé helyezek"

M. V. Lomonoszov

A fizikai tudás forrásai

6. dia

Brown-mozgás

Robert Brown 1827-ben, amikor mikroszkóp alatt növényi pollen formájában szuszpenziót figyelt meg, felfedezte, hogy a részecskék folyamatos mozgásban vannak, és összetett pályákat írnak le.

8. dia

Diffúzió figyelhető meg

Gázokban
folyadékokban
Szilárd anyagokban

9. dia

Aroma olajok, a gyantákat széles körben használják az illatiparban, terápiás aromaterápiában, egyházi igényekre.

Gázok diffúziója gázokban

10. dia

Gázok diffúziója gázokban

aromás anyagok
Olajok
gyanták
jázmin szirmok
Rózsaszirmok
Mirha
tömjénfa

dia 11

Kit ne csapott volna meg közülünk a tavaszi éjszaka illata? Éreztük a madárcseresznye, akác, orgona illatát. A virágok illatanyagának molekulái a levegőbe diffundálnak.

Gázok diffúziója gázokban

dia 12

A teát, a kávét és a kakaót gyakran használják tonizáló kultúrákként.

A tea szülőföldje Kína, a kávé Afrika, a kakaó Amerika. Ezen italok aromájának gyors terjedése annak köszönhető, hogy a szagú anyag molekulái behatolnak a levegő molekulái közé.

Gázok diffúziója gázokban

dia 13

A rovarok leggyakrabban a szagló vegyszereken keresztül kommunikálnak, amelyeket az állatok saját maguk védelmére vagy a figyelem felkeltésére használnak.

A szagok átvitele diffúzióval történik.

Gázok diffúziója gázokban

14. dia

Vonzó
Feromonok, hormonok.
Gázok diffúziója gázokban
Illatanyagok
pillangók
Maybogarak
görények
poloska
Skunks
taszító
Riasztószerek

dia 15

Az erdők a bolygó tüdeje, segítik minden élőlény légzését.

A városi levegő sok gáznemű anyagot tartalmaz ( szén-monoxid, széndioxid, nitrogén oxidok, kén) az ipari komplexum, a közlekedés és a közművek munkája eredményeként keletkezett.

Az erdő általi levegőtisztulás folyamata a diffúzióval magyarázható.

Gázok diffúziója gázokban

16. dia

A természetes éghető gáz színtelen és szagtalan.

Gázok diffúziója gázokban

A diffúzió miatt a gáz szétterjed a helyiségben, robbanásveszélyes keveréket képezve.

18. dia

Megoldások környezeti probléma légtisztítással kapcsolatos:

1) szűrők a kipufogócsöveken;

2) növények termesztése az utak mentén és a káros anyagokat elnyelő vállalkozások környékén.

Gázok diffúziója gázokban

Nyárfa

19. dia

A levegőmolekulák és -molekulák diffúziós folyamatának megfigyelése ammónia(a mutató az lakmusz teszt, rögzíti a lúgos környezet jelenlétét)

KÍSÉRLETÜNK

20. dia

A levegőben keletkezett tűz füstjének feloldódásának megfigyelése.

KÍSÉRLETÜNK

dia 21

KÍSÉRLETÜNK

A légfrissítő illatának terjesztése a szobában.

dia 22

A méhméreg színtelen, átlátszó folyadék, illatos szaggal és magas biológiai aktivitással.

A méhméreg gyors behatolása a szervezetben zajló biológiai folyamatokhoz kapcsolódik

(a méregmolekulák mozgásával és a kötőszövet intercelluláris folyadékával való kölcsönhatásukkal).

A FOLYADÉK DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

dia 23

A tea elkészítéséhez egyes növények virágait és leveleit használják: jázmin, rózsa, hárs, oregánó, menta, kakukkfű és mások.

A FOLYADÉK DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

dia 24

A FOLYADÉK DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

Zöld
A fekete

Szilárd állapotban a tea színe a levelek feldolgozásától függ.

A teafőzés a vízmolekulák diffúzióján és a növények színezőanyagán alapul.

25. dia

KÍSÉRLETÜNK

Meghívunk egy teára.

26. dia

KÍSÉRLETÜNK

A diffúzió sebességének összehasonlítása hideg teafőzéskor és forró víz.

A diffúziós folyamat a hőmérséklet emelkedésével felgyorsul; lassabban fordul elő, mint gázokban.

27. dia

Egy szelet citrom hozzáadásával a tea világosabb lesz.

KÍSÉRLETÜNK

A tea színe csak semleges környezetben (vízben) barna.

28. dia

KÍSÉRLETÜNK

A cékla színének telítésére ecetsavat adnak a vízhez.

29. dia

A só illata, a jód illata.

Megtámadhatatlan és büszke

Zátonyok kőtorkolatai

Kiszállni a vízből...

Y. Drunina

Évente 2 milliárd tonna só kerül a légkörbe.

30. dia

A szmog egy sárga köd, amely megmérgezi a belélegzett levegőt.

A szmog a légúti és szívbetegségek fő oka, az emberi immunitás gyengülése.

SZILÁRD ÁLLAPOT DIFFÚZIÓJA GÁZOKBAN

31. dia

SZILÁRD ÁLLAPOT DIFFÚZIÓJA GÁZOKBAN

A városi levegőben található részecskék.

növényi pollen
Mikroorganizmusok és spóráik
száraz homok
szénpor
cementpor
Trágya
Azbeszt
Kadmium
Higany
Vezet
Vas-oxid
réz-oxid
Részecskesugár, µm
20 – 60
1 - 15
200 - 2000
10 – 400
10 – 150
30 – 800
10 – 200
0,5-1
0,1-1
0,1-1

dia 32

Hogyan magyarázható el a zöldségek savanyításának folyamata?

33. dia

SZILÁRD ANYAG DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

Gombás savanyúság

dia 34

Gyümölcs savanyúság

SZILÁRD ANYAG DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

A sózás során a sókristályok vizes oldatban Na és Cl ionokra bomlanak, véletlenszerűen mozognak és elfoglalják az élelmiszerek pórusai közötti réseket.

35. dia

Lekvárok, kompótok készítése.

SZILÁRD ANYAG DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

36. dia

Cukor kinyerése répából ipari termelésben

SZILÁRD ANYAG DIFFÚZIÓJA FOLYADÉKBAN

37. dia

A kálium-permanganát kristályok feloldása vízben.

KÍSÉRLETÜNK

38. dia

KÍSÉRLETÜNK

A cukorkristályok feloldása forró vízben.

39. dia

A "Mukaltin" tabletta feloldása vízben.

KÍSÉRLETÜNK

40. dia

Főzés savanyúság, savanyú káposzta, sózott hal és disznózsír házilag.

KÍSÉRLETÜNK

41. dia

A vas és acél alkatrészek keménységének, kopásállóságának és szakítószilárdságának kölcsönzésére felületüket diffúz szénnel telítik (cementálják).

42. dia

William Roberts-Austin angol kohász úgy mérte meg az arany diffúzióját az ólomban, hogy ezt a hengert körülbelül 200 °C-os kemencébe helyezte 10 napra.

Az aranyatomok egyenletesen oszlottak el a teljes ólomhengerben.

43. dia

KÍSÉRLETÜNK

A kálium-permanganát és viaszmolekulák diffúziós jelenségének megfigyelése.

44. dia

KÍSÉRLETÜNK

Eredmény három hét múlva.
Két hónap telt el.
A szilárd anyagokban lévő molekulák diffundálnak a leglassabban.

45. dia

A diffúzió oka a molekulák véletlenszerű mozgása.
A diffúzió sebessége az érintkező testek aggregációs állapotától függ.
A diffúzió gázokban gyors, folyadékokban lassabb, szilárd anyagokban pedig nagyon lassú.
A diffúziós folyamat a hőmérséklet emelkedésével, a közeg viszkozitásának és a szemcseméret csökkenésével gyorsul.

46. dia

1. Melyik ábra mutatja leghelyesebben egy vízcseppet a mikroszkópban nagy nagyítással?

2. Két anyag részecskéinek modelljei alapján mutasd meg, mi történik az anyagban, ha spontán keverednek.

3. Válasszon olyan képet, amelyen a nyilak iránya helyesen jelzi az anyagban lévő két részecske mozgási irányát.

Írja le, hogyan mozognak a részecskék az anyagban!

Milyen táncokat vagy dallamokat lehet összehasonlítani az Afrikában növekvő pálmafa és a Szibériában növekvő cédrus részecskéinek mozgásával?

47. dia

Mindenki tudja, mennyire hasznos hagyma. De amikor elvágtuk, könnyeket hullattunk. Mondd el miért?

Ennek oka a diffúzió jelensége, melynek oka az illékony könnyező anyag, amely könnyeket okoz. A szem nyálkahártyájának folyadékában feloldódik, felszabadul kénsav amely irritálja a szem nyálkahártyáját.

48. dia

Átlagos szint: 1. Melyik sós lében - melegen vagy hidegen - savanyodik gyorsabban az uborka?

2. Miért nem lehet nedvesen tartani a gyenge minőségű festékkel festett anyagot a világos színű vászonnal?

Elegendő szint: 1. Miért szűnik meg gyorsan a tűzből felszálló füst szélcsendes időben is?

2. A légmentesen lezárt szagok szétterjednek pince ahol egyáltalán nincsenek huzatok?

Magas szint: 1. Egy nyitott étert tartalmazó edényt egyensúlyoztak a mérlegen, és békén hagytak. Egy idő után a mérleg egyensúlya megbomlott. Miért?

2. Mi a diffúzió jelentősége az emberek és állatok légzési folyamataiban?

49. dia

1. 9. bekezdés, kérdések a bekezdéshez;

2. Kísérleti feladat (írja le az otthon megfigyelt diffúziós jelenségeket).

3. Válaszoljon a kérdésre írásban:

Miért válik az édes szirup gyümölcsös ízűvé az idő múlásával? (átlagos szint)

Miért lesz kevésbé sós a sózott hering, miután egy ideig vízben hagyják? (elég szint)

Miért használnak folyékony ragasztót és olvadt forrasztóanyagot a ragasztáshoz és forrasztáshoz? ( magas szint)

50. dia

51. dia

1. Semke A.I. "Nem szabványos fizikai problémák", Jaroszlavl: Fejlesztési Akadémia, 2007.

2. Shustova L.V., Shustov S.B. " Kémiai bázisokökológia M.: Felvilágosodás, 1995.

3. Lukashik V.I. Fizika feladatfüzet 7-8kl. M.: Oktatás, 2002.

4. Katz Ts.B. Biofizika a fizika órákon. M.: Oktatás, 1998.

5. Fizikai enciklopédia. M.: Avanta +, 1999.

6. Bogdanov K.Yu. Egy fizikus biológushoz látogat. M.: Nauka, 1986.

7. Enohovics A.S. Fizika kézikönyve. Moszkva: Oktatás, 1990.

8. Olgin O. I. Kísérletek robbanások nélkül. Moszkva: Kémia, 1986.

9. Kovtunovich M.G. "Házi kísérlet fizika 7-11. osztályban." M.: Humanitárius Kiadóközpont, 2007.

10. Internetes források.

Irodalom

Az összes dia megtekintése

Számos kísérlet bizonyítja, hogy minden test molekulája folyamatos mozgásban van. Tekintsünk egyet közülük.

Vizes oldatot öntünk egy üvegedénybe kék vitriol. Ez az oldat sötétkék színű és nehezebb, mint a víz. Az oldat tetejére öntsük az edénybe, nagyon óvatosan, hogy ne keveredjenek össze a folyadékok tiszta víz. A kísérlet elején éles határfelület látható a víz és a réz-szulfát oldat között.

Az edényt magára hagyják, és továbbra is megfigyelik a folyadékok határfelületét. Néhány nappal később azt tapasztalják, hogy a felület elmosódott. Két hét elteltével az egyik folyadékot a másiktól elválasztó határ eltűnik, az edényben halvány színű homogén folyadék képződik. kék szín (lásd alább az I. színbetétet). Tehát a folyadékok összekeverednek.

Azt a jelenséget, amikor az anyagok spontán keverednek egymással, diffúziónak nevezzük.

Ezt a jelenséget a következőképpen magyarázzuk (16. ábra). Először is, a víz és a réz-szulfát egyes molekulái mozgásuk következtében helyet cserélnek, a folyadékok közötti határfelület közelében található. A határ elmosódik, mivel a réz-szulfát molekulák belépnek a víz alsó rétegébe, és fordítva, a vízmolekulák belépnek felső réteg réz-szulfát oldat. Ezután néhány ilyen molekula helyet cserél a következő rétegekben lévő molekulákkal. A folyadékok közötti határfelület még homályosabbá válik. Mivel a molekulák folyamatosan és véletlenszerűen mozognak, ez a folyamat ahhoz a tényhez vezet, hogy az edényben lévő összes folyadék homogénné válik.

A diffúzió gyorsabban megy végbe gázokban, mint folyadékokban. Ha valamilyen szagú anyag, például naftalin kerül a helyiségbe, annak illata hamarosan az egész helyiségben érezhető lesz. Ez azt jelenti, hogy a naftalin molekulák mindenhová behatolnak – diffúzió következik be. A levegőmolekulákkal ütköző és minden irányban véletlenszerűen mozgó naftalin molekulák minden irányba szétszóródnak a helyiségben.

A diffúzió szilárd anyagokban is megtörténik, de nagyon lassan. Az egyik kísérletben simára csiszolt ólom- és aranylemezeket helyeztek egymásra, és teherrel összenyomták. Normál mellett szobahőmérséklet(kb. 20 °C) 5 éven keresztül az arany és az ólom összenőtt, kölcsönösen 1 mm távolságban áthatolnak egymáson. Az eredmény egy vékony réteg arany és ólom ötvözet volt.

A diffúzió megvan nagyon fontos emberi és állati életben. Például a környezetből származó oxigén a diffúzió következtében az emberi bőrön keresztül behatol a szervezetbe. A tápanyagok diffúzió útján behatolnak a belekből az állatok vérébe.

Fém alkatrészek forrasztásakor diffúzió is előfordul.

Kérdés. egy. Mi az a diffúzió? Írjon le egy kísérletet, amelyben a folyadékok diffúzióját figyelik meg! 2. Hogyan magyarázható a diffúzió egy anyag molekulaszerkezete szempontjából? 3. Milyen folyamatok során és hogyan megy végbe a diffúzió emberben és állatban?

A feladat. egy. Milyen jelenségen alapul az uborka, káposzta, hal és egyéb termékek sózása? 2. A folyók, tavak és más víztestek vize mindig tartalmaz olyan gázmolekulákat, amelyek a levegő részét képezik. Milyen jelenség miatt kerülnek ezek a molekulák a vízbe, miért hatolnak a tározó aljáig? Írja le, hogyan keveredik a levegő a vízzel! 1 2 3

A feladat. egy. Pohárba öntjük hideg vízés engedj le egy darab kálium-permanganátot az aljára. A víz keverése nélkül határozza meg, hogy mennyi ideig tart, amíg a kálium-permanganát molekulák belépnek a víz felső rétegébe. Magyarázza meg a megfigyelt jelenséget! 2. Öntsön egyenlő mennyiségű vizet két pohárba. Tedd be az egyiket meleg hely, a másik - a hidegben (hűtőben, ablakon, baldachinban). Egy idő után engedjen le egy ólomdarabot egy „vegyszeres” ceruzából (vagy egy szem kálium-permanganátból) minden pohár aljára. Helyezze vissza a szemüveget az eredeti helyére. Reggel és este jelölje meg ebben a két pohárban a színes és tiszta víz határának helyzetét. Tapasztalataid alapján vond le a megfelelő következtetést! 3. Olvassa el a „Browni-mozdulat” bekezdést a tankönyv végén!

Ahhoz, hogy a teában lévő cukor gyorsabban feloldódjon, meg kell keverni. De kiderül, hogy ha ez nem történik meg, akkor egy idő után az összes cukor feloldódik, és a tea édes lesz. A lecke során megtudhatja, hogy az anyagok ilyen spontán keveredése a molekulák folyamatos kaotikus mozgásának köszönhető, és ezt a jelenséget diffúziónak nevezik.

Téma: Kezdeti információk az anyag szerkezetéről

Lecke: Diffúzió

Mindennapi életünkben néha nem veszünk észre bizonyos fizikai jelenségeket. Például valaki kinyitott egy parfümös üveget, és mi még nagy távolságban is érezni fogjuk ezt az illatot. A lakásunkba vezető lépcsőn felkapaszkodva érezzük az otthon főzött ételek illatát. Egy zacskó tealevelet beleejtünk egy pohár forró vízbe, és észre sem vesszük, hogy a tealevél hogyan színezi meg a csészében lévő összes vizet.

Rizs. 1. Bár a tealevelek a teatasak belsejében vannak, színezik a csészében lévő összes vizet.

Mindezek a jelenségek ugyanahhoz a fizikai jelenséghez kapcsolódnak, amelyet diffúziónak neveznek. Ez azért történik, mert az egyik és a másik anyag molekulái kölcsönösen behatolnak egymásba.

A diffúzió az egyik anyag molekuláinak spontán kölcsönös behatolása egy másik anyag molekulái közötti térbe.

Ebben a meghatározásban minden szó fontos: a spontán és a kölcsönös, és a behatolás és a molekulák egyaránt.

Ha réz-szulfát (kék) oldatot öntünk az edénybe, és óvatosan, keverés nélkül tiszta vizet öntünk a tetejére, észrevehetjük, hogy eleinte a víz és a réz-szulfát közötti meglehetősen egyértelmű határ idővel egyre jobban elmosódik. Ha a kísérletet egy hétig folytatják, ez a határ teljesen eltűnik, és az edényben lévő folyadék egyenletesen elszíneződik.

Rizs. 2. Réz-szulfát vizes oldatának diffúziója

A gázok diffúziója sokkal gyorsabban megy végbe. Vegyünk egy hengeres, fenék nélküli üvegedényt, és rögzítsük hozzá belső felület függőleges csíkok univerzális indikátorpapírból. Ezek a csíkok képesek megváltoztatni a színüket bizonyos anyagok gőzei hatására. Öntsön egy kis mennyiségű ilyen anyagot egy csésze aljába, és helyezzen egy hengeres edényt ebbe a csészébe. Látni fogjuk, hogy eleinte az indikátorcsíkok az alsó részükön megváltoztatják a színüket, de 10-20 másodperc múlva a csíkok teljes hosszukban élénkkék színt kapnak. Ez azt jelenti, hogy a levegő és egy gáznemű anyag spontán keveredik egymással, vagyis az egyik anyag molekulái kölcsönösen behatoltak egy másik anyag molekulái közötti résbe, ami diffúziót jelent.

Rizs. 3. Az illékony anyag gőzeinek diffúziója következtében az indikátorpapír csíkjainak színe először alul, majd teljes hosszában megváltozik.

Kiderül, hogy bizonyos anyagok diffúziós sebessége befolyásolható. Ennek ellenőrzésére vegyünk két poharat, az egyik forró, a másik forró hideg víz. Öntsön mindkét pohárba ugyanannyi instant kávét. Az egyik pohárban a diffúzió sokkal gyorsabban megy végbe. Ahogy mondja élettapasztalat, minél gyorsabban megy végbe a diffúzió, minél magasabb a diffúziós anyagok hőmérséklete.

Rizs. 4. A megfelelő pohárban lévő víz magasabb hőmérsékletű, ezért gyorsabban terjed benne az instant kávé

Minél magasabb az anyagok hőmérséklete, annál gyorsabb a diffúzió.

Előfordulhat-e diffúzió szilárd testekben? Első pillantásra nem. A tapasztalat azonban más választ ad erre a kérdésre. Ha két különböző fém (például ólom és arany) felületét jól polírozzuk és szorosan egymáshoz nyomjuk, akkor a fémmolekulák kölcsönös behatolása körülbelül egy milliméter mélységig regisztrálható. Igaz, ez több évig is eltart.