Dyfuzja w stałych substancjach ciekłych i gazowych. Dyfuzja

Absolutnie wszyscy ludzie słyszeli o takim pojęciu jak dyfuzja. Był to jeden z tematów lekcji fizyki w 7 klasie. Pomimo tego, że zjawisko to otacza nas absolutnie wszędzie, niewiele osób o nim wie. Co to właściwie znaczy? Co to jest? fizyczne znaczenie A jak możesz z nim ułatwić życie? Dziś porozmawiamy o tym.

Dyfuzja w fizyce: definicja

Jest to proces przenikania cząsteczek jednej substancji między cząsteczkami innej substancji. rozmawiając zwykły język, proces ten można nazwać mieszaniem. Podczas tego mieszanie następuje wzajemne przenikanie się cząsteczek substancji między sobą. Na przykład podczas robienia kawy cząsteczki kawa rozpuszczalna przenikają cząsteczki wody i odwrotnie.

Szybkość tego proces fizyczny zależy od następujących czynników:

Temperatura.
Zagregowany stan skupienia.
Wpływ zewnętrzny.

Im wyższa temperatura substancji, tym szybciej poruszają się cząsteczki. W konsekwencji, proces mieszania występuje szybciej w wyższych temperaturach.

Zagregowany stan skupienia - najważniejszy czynnik . W każdym stanie agregacji cząsteczki poruszają się z określoną prędkością.

Dyfuzja może przebiegać w następujących stanach agregacji:

Płyn.
Solidny.

Najprawdopodobniej czytelnik będzie miał teraz następujące pytania:

Jakie są przyczyny dyfuzji?
Gdzie płynie szybciej?
Jak jest stosowany w prawdziwe życie?

Odpowiedzi na nie znajdziesz poniżej.

Powoduje

Absolutnie wszystko na tym świecie ma swój powód. ORAZ dyfuzja nie jest wyjątkiem. Fizycy doskonale zdają sobie sprawę z przyczyn jego występowania. Jak doprowadzić ich do? zwyczajna osoba?

Z pewnością wszyscy słyszeli, że cząsteczki są w ciągłym ruchu. Co więcej, ruch ten jest nieuporządkowany i chaotyczny, a jego prędkość jest bardzo duża. Dzięki temu ruchowi i ciągłemu zderzaniu się cząsteczek następuje ich wzajemna penetracja.

Czy są jakieś dowody na ten ruch? Na pewno! Pamiętasz, jak szybko zacząłeś pachnieć perfumami lub dezodorantem? A zapach jedzenia, które twoja mama gotuje w kuchni? Pamiętaj jak szybko przygotowywanie herbaty lub kawy. Wszystko to nie mogłoby być, gdyby nie ruch cząsteczek. Dochodzimy do wniosku, że głównym powodem dyfuzji jest ciągły ruch cząsteczek.

Teraz pozostaje tylko jedno pytanie - jaki jest powód tego ruchu? Kieruje nim pragnienie równowagi. Oznacza to, że w substancji znajdują się obszary o wysokim i niskim stężeniu tych cząstek. I z powodu tego pragnienia stale przechodzą z obszaru o wysokiej koncentracji do niskiej koncentracji. Są stale zderzają się ze sobą i następuje wzajemne przenikanie.

Dyfuzja w gazach

Najszybciej przebiega proces mieszania cząstek w gazach. Może wystąpić zarówno pomiędzy gazami jednorodnymi, jak i pomiędzy gazami o różnych stężeniach.

Żywe przykłady z życia:

Zapach odświeżacza powietrza następuje poprzez dyfuzję.
Czujesz gotowane jedzenie. Zwróć uwagę, że zaczynasz to czuć natychmiast, a zapach odświeżacza po kilku sekundach. Wynika to z faktu, że w wysokich temperaturach prędkość ruchu cząsteczek jest większa.
Łzy powstające podczas krojenia cebuli. Cząsteczki cebuli mieszają się z cząsteczkami powietrza, a twoje oczy na to reagują.

Jak zachodzi dyfuzja w cieczach?

Dyfuzja w cieczach przebiega wolniej. Może trwać od kilku minut do kilku godzin.

Najjaśniejsze przykłady z życia:

Przygotowanie herbaty lub kawy.
Mieszanie wody i nadmanganianu potasu.
Przygotowanie roztworu soli lub sody.

W takich przypadkach dyfuzja przebiega bardzo szybko (do 10 minut). Jeśli jednak do procesu zostanie przyłożony wpływ zewnętrzny, na przykład mieszanie tych roztworów łyżką, proces będzie przebiegał znacznie szybciej i nie zajmie więcej niż minutę.

Dyfuzja podczas mieszania gęstszych płynów potrwa znacznie dłużej. Na przykład mieszanie dwóch ciekłych metali może zająć kilka godzin. Oczywiście możesz to zrobić w kilka minut, ale w tym przypadku się okaże stop niskiej jakości.

Na przykład dyfuzja podczas mieszania majonezu i śmietany zajmie bardzo dużo czasu. Jeśli jednak skorzystasz z pomocy zewnętrznych wpływów, proces ten nie zajmie nawet minuty.

Dyfuzja w ciałach stałych: przykłady

W ciałach stałych wzajemna penetracja cząstek przebiega bardzo powoli. Ten proces może potrwać kilka lat. Czas jego trwania zależy od składu substancji i jej struktury. sieci krystalicznej.

Eksperymenty udowadniające istnienie dyfuzji w ciałach stałych.

Klejenie dwóch płytek z różnych metali. Jeśli trzymasz te dwie płytki blisko siebie i pod ciśnieniem, w ciągu pięciu lat pojawi się między nimi warstwa o szerokości 1 milimetra. Ta mała warstwa będzie zawierać cząsteczki obu metali. Te dwie płyty zostaną ze sobą połączone.
Bardzo cienki cylinder ołowiany jest nakładany na bardzo cienka warstwa złoto. Następnie ten projekt umieszcza się w piekarniku na 10 dni. Temperatura powietrza w piecu wynosi 200 stopni Celsjusza. Po pocięciu tego cylindra na cienkie krążki bardzo wyraźnie widać było, że ołów wnikał w złoto i odwrotnie.

Przykłady dyfuzji w otaczającym świecie

Jak już zrozumiałeś, im twardsze medium, tym mniejsza szybkość mieszania cząsteczek. Porozmawiajmy teraz o tym, gdzie w prawdziwym życiu można uzyskać praktyczne korzyści z tego zjawiska fizycznego.

Proces dyfuzji zachodzi w naszym życiu cały czas. Nawet gdy leżymy na łóżku, na powierzchni prześcieradła pozostaje bardzo cienka warstwa naszej skóry. Pochłania również pot. Z tego powodu łóżko staje się brudne i trzeba je zmienić.

Tak więc manifestacja tego procesu w życiu codziennym może wyglądać następująco:

Rozprowadzając masło na chlebie, jest w nim wchłaniany.
Podczas kiszenia ogórków sól najpierw dyfunduje z wodą, po czym słona woda zaczyna się rozprzestrzeniać z ogórkami. W rezultacie otrzymujemy pyszna przekąska. Banki trzeba zwinąć. Jest to konieczne, aby woda nie wyparowała. Dokładniej, cząsteczki wody nie powinny dyfundować z cząsteczkami powietrza.
Podczas zmywania naczyń molekuły wody i detergentu wnikają w molekuły pozostałych kawałków jedzenia. To pomaga im zejść z talerza i sprawić, że będzie czystszy.

Manifestacja dyfuzji w przyrodzie:

Proces zapłodnienia zachodzi właśnie dzięki temu zjawisku fizycznemu. Cząsteczki komórki jajowej i nasienia dyfundują, po czym pojawia się zarodek.
Nawożenie gleby. Poprzez użycie pewnych środki chemiczne lub kompost sprawia, że gleba jest bardziej żyzna. Dlaczego tak się dzieje? Najważniejsze jest to, że cząsteczki nawozu dyfundują z cząsteczkami gleby. Następnie następuje proces dyfuzji między cząsteczkami gleby a korzeniem rośliny. Dzięki temu sezon będzie bardziej owocny.
Mieszanie odpadów przemysłowych z powietrzem bardzo je zanieczyszcza. Z tego powodu w promieniu kilometra powietrze staje się bardzo brudne. Jego cząsteczki dyfundują z cząsteczkami czyste powietrze z sąsiednich obszarów. Tak pogarsza się sytuacja ekologiczna w mieście.

Manifestacja tego procesu w przemyśle:

Silikonizacja to proces dyfuzyjnego nasycania krzemem. Odbywa się w atmosferze gazowej. Warstwa nasycona krzemem części ma niezbyt wysoką twardość, ale wysoką odporność na korozję i zwiększona odporność na zużycie w wodzie morskiej, azotowej, chlorowodorowej w kwasach siarkowych.
Dyfuzja w metalach odgrywa ważną rolę w produkcji stopów. Aby uzyskać wysokiej jakości stop, konieczne jest wytwarzanie stopów w wysokich temperaturach i pod wpływem czynników zewnętrznych. To znacznie przyspieszy proces dyfuzji.

Procesy te zachodzą w różnych branżach:

Elektroniczny.
Półprzewodnik.
Inżynieria.

Jak rozumiesz, proces dyfuzji może mieć zarówno pozytywny, jak i negatywny wpływ na nasze życie. Musisz być w stanie zarządzać swoim życiem i maksymalizować korzyści płynące z tego zjawiska fizycznego, a także minimalizować szkody.

Teraz wiesz, jaka jest istota takiego zjawiska fizycznego jak dyfuzja. Polega na wzajemnej penetracji cząstek w wyniku ich ruchu. Wszystko w życiu się porusza. Jeśli jesteś studentem, to po przeczytaniu naszego artykułu na pewno otrzymasz ocenę 5. Powodzenia!

Czy kiedykolwiek widziałeś hordy małych irytujących muszek losowo rojących się nad głową? Czasami wydaje się, że wydają się wisieć nieruchomo w powietrzu. Z jednej strony ten rój jest nieruchomy, z drugiej owady znajdujące się w jego wnętrzu nieustannie poruszają się w prawo, potem w lewo, potem w górę, potem w dół, ciągle zderzając się ze sobą i ponownie rozpraszając się w tej chmurze, jak gdyby niewidzialna siła trzymała oni razem.

Ruchy cząsteczek mają podobny chaotyczny charakter, a ciało zachowuje stabilny kształt. Ten ruch nazywa się ruchem termicznym cząsteczek.

Ruch Browna

W 1827 roku słynny brytyjski botanik Robert Brown użył mikroskopu do badania zachowania mikroskopijnych cząstek pyłku w wodzie. Zwrócił uwagę na fakt, że cząstki poruszały się nieustannie w chaotycznym, przeczącym logicznemu porządku, a ten przypadkowy ruch nie zależał ani od ruchu cieczy, w której się znajdowały, ani od jej parowania. Najmniejsze cząsteczki pyłku opisywały złożone, tajemnicze trajektorie. Co ciekawe, intensywność takiego ruchu nie maleje z czasem i nie jest związana z właściwości chemiczne medium, ale wzrasta tylko wtedy, gdy zmniejsza się lepkość tego medium lub wielkość poruszających się cząstek. Ponadto temperatura ma duży wpływ na prędkość ruchu cząsteczek: im wyższa, tym szybciej poruszają się cząsteczki.

Dyfuzja

Dawno temu ludzie zdali sobie sprawę, że wszystkie substancje na świecie składają się z najmniejszych cząstek: jonów, atomów, molekuł, a między nimi są przerwy, a te cząstki poruszają się w sposób ciągły i losowy.

Konsekwencja ruch termiczny cząsteczki to dyfuzja. Przykłady możemy zobaczyć prawie wszędzie w Życie codzienne: zarówno w życiu codziennym, jak iw przyrodzie. To rozprzestrzenianie się zapachów, sklejanie różnych przedmiotów stałych, mieszanie płynów.

rozmawiając język naukowy dyfuzja to zjawisko wnikania cząsteczek jednej substancji w szczeliny między cząsteczkami innej substancji.

Gazy i dyfuzja

Najprostszym przykładem dyfuzji w gazach jest dość szybkie rozprzestrzenianie się zapachów (zarówno przyjemnych, jak i niezbyt przyjemnych) w powietrzu.

Dyfuzja w gazach może być niezwykle niebezpieczna, ponieważ zjawisko to zatruwanie tlenkiem węgla i innymi toksycznymi gazami przebiega z prędkością błyskawicy.

Jeśli dyfuzja w gazach następuje szybko, najczęściej w ciągu kilku sekund, to dyfuzja w cieczach trwa całe minuty, a czasem nawet godziny. To zależy od gęstości i temperatury.

Jednym z przykładów jest bardzo szybkie rozpuszczanie soli, alkoholi i kwasów, Krótki czas tworzenie jednorodnych roztworów.

Dyfuzja w ciałach stałych

W ciała stałe dyfuzja jest najtrudniejsza, w normalnej temperaturze pokojowej lub na ulicy jest niewidoczna. We wszystkich nowoczesnych i oldschoolowych podręcznikach jako przykład opisano eksperyment z ołowianymi i złotymi płytami. Eksperyment ten wykazał, że dopiero po ponad czterech latach znikoma ilość złota przeniknęła do ołowiu, a ołów przeniknął do złota na głębokość nie większą niż pięć milimetrów. Różnica ta wynika z faktu, że gęstość ołowiu jest znacznie większa niż gęstość złota.

W konsekwencji prędkość i intensywność dyfuzji zależy nie tylko od gęstości substancji i prędkości chaotycznego ruchu cząsteczek, a prędkość z kolei zależy od temperatury. W wyższych temperaturach dyfuzja przebiega intensywniej i szybciej.

Przykłady dyfuzji w życiu codziennym

Nawet nie myślimy o tym, że na co dzień na niemal każdym kroku spotykamy się ze zjawiskiem dyfuzji. Dlatego zjawisko to uważane jest za jedno z najbardziej znaczących i interesujących w fizyce.

Jednym z najprostszych przykładów dyfuzji w życiu codziennym jest rozpuszczanie cukru w herbacie lub kawie. Jeśli kawałek cukru zostanie umieszczony w szklance wrzącej wody, po chwili zniknie bez śladu, a nawet objętość płynu praktycznie się nie zmieni.

Jeśli dobrze się rozejrzysz, możesz znaleźć wiele przykładów dyfuzji, które ułatwiają nam życie:

rozpuszczenie proszek do prania, nadmanganian potasu, sól;
Odświeżacze powietrza w sprayu;
aerozole do gardła;
zmywanie brudu z powierzchni bielizny;
mieszanie kolorów przez artystę;
wyrabianie ciasta;
gotowanie bogatych bulionów, zup i sosów, słodkich kompotów i napojów owocowych.

W 1638 r., wracając z Mongolii, ambasador Wasilij Starkow podarował rosyjskiemu carowi Michaiłowi Fiodorowiczowi w prezencie prawie 66 kg suszonych liści o dziwnie ostrym aromacie. Moskale, którzy nigdy jej nie próbowali, bardzo polubili tę suszoną roślinę i nadal chętnie z niej korzystają. Poznałeś go? Oczywiście jest to herbata, która parzona jest dzięki zjawisku dyfuzji.

Przykłady dyfuzji w otaczającym świecie

Rola dyfuzji w otaczającym nas świecie jest bardzo duża. Jednym z najważniejszych przykładów dyfuzji jest krążenie krwi w organizmach żywych. Tlen z powietrza dostaje się do naczyń włosowatych krwi znajdujących się w płucach, następnie rozpuszcza się w nich i rozprzestrzenia po całym ciele. Z kolei dwutlenek węgla dyfunduje z naczyń włosowatych do pęcherzyków płucnych. Składniki odżywcze uwalniane z pożywienia przez dyfuzję przenikają do komórek.

U gatunków roślin zielnych dyfuzja zachodzi przez całą ich zieloną powierzchnię, w większych rośliny kwitnące- przez liście i łodygi, w krzewach i drzewach - przez pęknięcia w korze pni i gałęzi oraz soczewicę.

Ponadto przykładem dyfuzji w otaczającym świecie jest wchłanianie wody i rozpuszczonych w niej minerałów przez system korzeniowy roślin z gleby.

To właśnie dyfuzja powoduje, że skład dolnej warstwy atmosfery jest niejednorodny i składa się z kilku gazów.

Niestety w naszym niedoskonałym świecie bardzo mało jest osób, które nie wiedzą, czym jest zastrzyk, zwany też „zastrzykiem”. Ten rodzaj bolesnego, ale skuteczne leczenie również w oparciu o zjawisko dyfuzji.

Skażenie środowisko: gleba, powietrze, zbiorniki wodne - to także przykłady dyfuzji w przyrodzie.

Topiące się białe obłoki na błękitnym niebie, tak uwielbiane przez poetów wszechczasów - jest też dyfuzją znaną każdemu uczniowi gimnazjum i liceum!

Zatem dyfuzja jest czymś, bez czego nasze życie byłoby nie tylko trudniejsze, ale wręcz niemożliwe.

Nauczyciel fizyki Nozdrina L.D.

Dyfuzja w gazach, cieczach i ciałach stałych.

slajd 2

Cele i zadania lekcji

Podstawowe przepisy ICB;

Definicja dyfuzji;

Cechy procesu dyfuzji w różnych mediach.

Wyjaśnij zjawisko dyfuzji na podstawie MKT.

slajd 3

Cząsteczka to najmniejsza cząsteczka substancji.
Michaił Wasiljewicz Łomonosow w 1745 r. Rozróżnił pojęcia atomu i cząsteczki.
Cząsteczki składają się z atomów.
Atom to najmniejsza cząsteczka pierwiastka chemicznego.

slajd 4

Trzy stany skupienia

Wielkość cząsteczki to około 10‾¹ºm

Powtórzmy

zjeżdżalnia 5

"Jedno doświadczenie stawiam ponad 1000 opinii zrodzonych z wyobraźni"

M. W. Łomonosow

Źródła wiedzy fizycznej

zjeżdżalnia 6

Ruch Browna

Robert Brown w 1827 roku, obserwując pod mikroskopem zawiesinę w postaci pyłku roślinnego, odkrył, że cząstki są w ciągłym ruchu, opisując złożone trajektorie.

Slajd 8

Obserwowana dyfuzja

W gazach
w płynach
W ciałach stałych

Slajd 9

Olejki aromatyczne, żywice są szeroko stosowane w przemyśle perfumeryjnym, aromaterapii terapeutycznej, na potrzeby kościoła.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 10

Dyfuzja gazów w gazach

substancje aromatyczne
Obrazy olejne
żywice
płatki jaśminu
Płatki róż
Mirra
kadzidło

slajd 11

Kogo z nas nie uderzył zapach wiosennej nocy? Czuliśmy zapachy czeremchy, akacji, bzu. Cząsteczki pachnącej substancji kwiatów dyfundują w powietrze.

Dyfuzja gazów w gazach

zjeżdżalnia 12

Herbata, kawa i kakao są powszechnie używane jako kultury tonizujące.

Ojczyzną herbaty są Chiny, kawa Afryka, kakao Ameryka. Szybkie rozprzestrzenianie się aromatu tych napojów tłumaczy się tym, że cząsteczki substancji zapachowej przenikają między cząsteczki powietrza.

Dyfuzja gazów w gazach

slajd 13

Najliczniejszym sposobem komunikowania się owadów jest używanie węchowych środków chemicznych, których zwierzęta używają do ochrony siebie lub przyciągnięcia uwagi.

Przenoszenie zapachów odbywa się poprzez dyfuzję.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 14

Atrakcyjny
Feromony, hormony.
Dyfuzja gazów w gazach
Zapachy
motyle
Maybugs
fretki
roztocza
Skunksy
odpychający
Repelenty

zjeżdżalnia 15

Lasy są płucami planety, pomagają oddychać wszystkim żywym istotom.

Powietrze miejskie zawiera dużo substancji gazowych ( tlenek węgla, dwutlenek węgla, tlenki azotu, siarka) uzyskiwane w wyniku prac kompleksu przemysłowego, transportu i obiektów użyteczności publicznej.

Proces oczyszczania powietrza przez las można wytłumaczyć dyfuzją.

Dyfuzja gazów w gazach

zjeżdżalnia 16

Naturalny gaz palny jest bezbarwny i bezwonny.

Dyfuzja gazów w gazach

W wyniku dyfuzji gaz rozchodzi się po całym pomieszczeniu, tworząc mieszankę wybuchową.

Slajd 18

Rozwiązania problem środowiskowy związane z oczyszczaniem powietrza:

1) filtry na rurach wydechowych;

2) uprawy roślin przy drogach i wokół przedsiębiorstw, które pochłaniają szkodliwe substancje.

Dyfuzja gazów w gazach

Topola

Slajd 19

Obserwacja procesu dyfuzji cząsteczek i cząsteczek powietrza amoniak(wskaźnik to papierek lakmusowy, utrwalanie obecności środowiska alkalicznego)

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 20

Obserwacja rozpuszczania się dymu z ognia w powietrzu.

NASZ EKSPERYMENT

slajd 21

NASZ EKSPERYMENT

Rozprzestrzenianie zapachu odświeżacza powietrza w pomieszczeniu.

zjeżdżalnia 22

Jad pszczeli jest bezbarwną, przezroczystą cieczą o pachnącym zapachu i wysokiej aktywności biologicznej.

Szybka penetracja jadu pszczelego związana jest z procesami biologicznymi w organizmie

(z ruchem cząsteczek trucizny i ich oddziaływaniem z płynem międzykomórkowym tkanki łącznej).

DYFUZJA CIECZY W CIECZY

zjeżdżalnia 23

Do przygotowania herbaty wykorzystuje się kwiaty i liście niektórych roślin: jaśminu, róży, lipy, oregano, mięty, tymianku i innych.

DYFUZJA CIECZY W CIECZY

zjeżdżalnia 24

DYFUZJA CIECZY W CIECZY

Zielony
Czarny

W stanie stałym kolor herbaty zależy od sposobu obróbki liści.

Parzenie herbaty opiera się na dyfuzji cząsteczek wody i barwnika roślin.

Slajd 25

NASZ EKSPERYMENT

Zapraszamy na herbatę.

zjeżdżalnia 26

NASZ EKSPERYMENT

Porównanie szybkości dyfuzji podczas parzenia herbaty zimnej i gorąca woda.

Proces dyfuzji przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury; zachodzi wolniej niż w gazach.

Slajd 27

Dodanie plasterka cytryny sprawi, że herbata będzie lżejsza.

NASZ EKSPERYMENT

Barwa herbaty jest brązowa tylko w środowisku neutralnym (w wodzie).

Slajd 28

NASZ EKSPERYMENT

Aby nasycić kolor buraków, do wody dodaje się kwas octowy.

Slajd 29

Zapach soli, zapach jodu.

Niepodważalne i dumne

Kamienne kagańce rafy

Wychodzenie z wody...

Y. Drunina

Co roku do atmosfery trafiają 2 miliardy ton soli.

zjeżdżalnia 30

Smog to żółta mgła, która zatruwa powietrze, którym oddychamy.

Smog jest główną przyczyną chorób układu oddechowego i serca, osłabienia odporności człowieka.

DYFUZJA STANU SOLIDNEGO W GAZACH

Slajd 31

DYFUZJA STANU SOLIDNEGO W GAZACH

Cząstki znajdujące się w powietrzu miejskim.

pyłek roślinny
Mikroorganizmy i ich zarodniki
suchy piasek
pył węglowy
pył cementowy
Nawóz
Azbest
Kadm
Rtęć
Prowadzić
tlenek żelaza
tlenek miedzi
Promień cząstki, µm
20 – 60
1 - 15
200 - 2000
10 – 400
10 – 150
30 – 800
10 – 200
0,5-1
0,1-1
0,1-1

zjeżdżalnia 32

Jak wytłumaczyć proces marynowania warzyw?

Slajd 33

DYFUZJA CIAŁA STAŁEGO W CIECZY

Ogórki konserwowe

zjeżdżalnia 34

Ogórki kiszone

DYFUZJA CIAŁA STAŁEGO W CIECZY

Podczas solenia kryształki soli rozkładają się w roztworze wodnym na jony Na i Cl, poruszają się losowo i zajmują szczeliny między porami produktów spożywczych.

Zjeżdżalnia 35

Przygotowywanie dżemów i kompotów.

DYFUZJA CIAŁA STAŁEGO W CIECZY

zjeżdżalnia 36

Pozyskiwanie cukru z buraków w produkcji przemysłowej

DYFUZJA CIAŁA STAŁEGO W CIECZY

Slajd 37

Rozpuszczanie kryształów nadmanganianu potasu w wodzie.

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 38

NASZ EKSPERYMENT

Rozpuszczanie kryształków cukru w gorącej wodzie.

Slajd 39

Rozpuszczenie tabletki „Mukaltin” w wodzie.

NASZ EKSPERYMENT

Zjeżdżalnia 40

Gotowanie ogórki konserwowe, kiszona kapusta, solona ryba i smalec w domu.

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 41

Aby nadać twardość, odporność na ścieranie i rozciąganie częściom z żelaza i stali, ich powierzchnie poddawane są dyfuzyjnemu nasyceniu węglem (cementacja)

Slajd 42

Angielski metalurg William Roberts-Austin zmierzył dyfuzję złota w ołowiu, umieszczając ten cylinder w piecu o temperaturze około 200°C na 10 dni.

Atomy złota były równomiernie rozmieszczone w całym ołowianym cylindrze.

zjeżdżalnia 43

NASZ EKSPERYMENT

Obserwacja zjawiska dyfuzji cząsteczek nadmanganianu potasu i wosku.

Slajd 44

NASZ EKSPERYMENT

Wynik za trzy tygodnie.
Minęły dwa miesiące.
Najwolniej dyfundują cząsteczki w ciałach stałych.

Zjeżdżalnia 45

Przyczyną dyfuzji jest przypadkowy ruch cząsteczek.
Szybkość dyfuzji zależy od stanu skupienia ciał kontaktowych.
Dyfuzja jest szybka w gazach, wolniejsza w cieczach i bardzo powolna w ciałach stałych.
Proces dyfuzji przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury, ze spadkiem lepkości medium i wielkości cząstek.

Slajd 46

1. Który rysunek najdokładniej przedstawia kroplę wody w mikroskopie przy dużym powiększeniu?

2. Mając modele cząstek dwóch substancji, pokaż, co dzieje się w substancji, gdy mieszają się one spontanicznie.

3. Wybierz obrazek, na którym kierunek strzałek prawidłowo wskazuje kierunek ruchu dwóch cząstek w substancji.

Opisz, jak cząstki poruszają się w materii.

Jakie tańce lub melodie można porównać z ruchem drobinek palmy rosnącej w Afryce i drobinek cedru rosnącego na Syberii?

Slajd 47

Każdy wie, jak przydatne cebula. Ale kiedy go przecinamy, ronimy łzy. Wyjaśnij dlaczego?

Dzieje się tak ze względu na zjawisko dyfuzji.Powodem jest lotna substancja łzawiąca, która powoduje łzy. Rozpuszcza się w płynie błony śluzowej oka, uwalniając Kwas Siarkowy który podrażnia błonę śluzową oka.

Slajd 48

Średni poziom: 1. W której solance - gorącej czy zimnej - ogórki marynują szybciej?

2. Dlaczego tkanina pofarbowana farbą niskiej jakości nie może być wilgotna w kontakcie z jasnym lnem?

Poziom dostateczny: 1. Dlaczego unoszący się dym z ognia szybko przestaje być widoczny nawet przy bezwietrznej pogodzie?

2. Czy zapachy rozprzestrzeniają się w hermetycznie zamkniętym? piwnica gdzie absolutnie nie ma przeciągów?

Poziom wysoki: 1. Otwarte naczynie z eterem zostało wyważone na wadze i pozostawione w spokoju. Po pewnym czasie równowaga szali została zachwiana. Czemu?

2. Jakie znaczenie ma dyfuzja dla procesów oddychania u ludzi i zwierząt?

Slajd 49

1. Paragraf nr 9, pytania do paragrafu;

2. Zadanie eksperymentalne (opisać zjawiska dyfuzji obserwowane w domu).

3. Odpowiedz pisemnie na pytanie:

Dlaczego słodki syrop z czasem nabiera owocowego smaku? (średni poziom)

Dlaczego solony śledź staje się mniej słony po dłuższym przebywaniu w wodzie? (wystarczający poziom)

Dlaczego do klejenia i lutowania stosuje się płynny klej i stopiony lut? ( wysoki poziom)

Zjeżdżalnia 50

Slajd 51

1. Semke A.I. „Niestandardowe problemy w fizyce”, Jarosław: Akademia Rozwoju, 2007.

2. Szustowa LV, Szustow S.B. " Bazy chemiczne ekologia M.: Oświecenie, 1995.

3. Łukaszik W.I. Książka zadań z fizyki 7-8kl. M.: Edukacja, 2002.

4. Katz Ts.B. Biofizyka na lekcjach fizyki. M.: Edukacja, 1998.

5. Encyklopedia Fizyki. M.: Avanta+, 1999.

6. Bogdanov K.Yu. Fizyk odwiedzający biologa. M.: Nauka, 1986.

7. Enohovich A.S. Podręcznik fizyki. Moskwa: Edukacja, 1990.

8. Olgin O. I. Eksperymenty bez eksplozji. Moskwa: Chemia, 1986.

9. Kovtunovich M.G. „Domowy eksperyment w klasach fizyki 7-11”. M.: Humanitarne centrum wydawnicze, 2007.

10. Zasoby internetowe.

Literatura

Zobacz wszystkie slajdy

Liczne eksperymenty pokazują, że cząsteczki wszystkich ciał są w ciągłym ruchu. Rozważmy jeden z nich.

Wodny roztwór wlewa się do szklanego naczynia niebieski witriol. Ten roztwór ma kolor ciemnoniebieski i jest cięższy od wody. Na wierzchu roztworu do naczynia, bardzo ostrożnie, aby nie pomieszać płynów, wlać czysta woda. Na początku eksperymentu widoczna jest ostra granica między wodą a roztworem siarczanu miedzi.

Naczynie pozostawiono w spokoju i nadal obserwujemy granicę faz płynów. Kilka dni później odkrywają, że interfejs się zamazał. Po dwóch tygodniach zanika granica oddzielająca jedną ciecz od drugiej, w naczyniu tworzy się jednorodna ciecz o jasnym kolorze. niebieski kolor (patrz kolorowa wkładka I poniżej). Więc płyny są mieszane.

Zjawisko, w którym substancje spontanicznie mieszają się ze sobą, nazywa się dyfuzją.

Zjawisko to wyjaśniono w następujący sposób (ryc. 16). Po pierwsze, poszczególne molekuły wody i siarczanu miedzi wymieniają się ze względu na ich ruch, znajduje się w pobliżu granicy między tymi cieczami. Granica staje się niewyraźna, ponieważ cząsteczki siarczanu miedzi dostają się do dolnej warstwy wody i odwrotnie, cząsteczki wody dostają się Górna warstwa roztwór siarczanu miedzi. Następnie niektóre z tych cząsteczek zamieniają się miejscami z cząsteczkami w kolejnych warstwach. Granica między płynami staje się jeszcze bardziej niejasna. Ponieważ cząsteczki poruszają się w sposób ciągły i losowy, proces ten prowadzi do tego, że cała ciecz w naczyniu staje się jednorodna.

Dyfuzja zachodzi szybciej w gazach niż w cieczach. Jeśli do pomieszczenia zostanie wprowadzona jakaś substancja zapachowa, taka jak naftalen, to bardzo szybko jej zapach będzie wyczuwalny w całym pomieszczeniu. Oznacza to, że cząsteczki naftalenu przenikają wszędzie – zachodzi dyfuzja. Cząsteczki naftalenu, zderzając się z cząsteczkami powietrza i poruszając się losowo we wszystkich kierunkach, rozpraszają się po pomieszczeniu we wszystkich kierunkach.

Dyfuzja zachodzi również w ciałach stałych, ale bardzo powoli. W jednym z eksperymentów gładko wypolerowane płytki z ołowiu i złota były układane jedna na drugiej i ściskane obciążeniem. Z normalnym temperatura pokojowa(około 20°C) przez 5 lat złoto i ołów rosły razem, przenikając się wzajemnie w odległości 1 mm. Rezultatem była cienka warstwa stopu złota i ołowiu.

Dyfuzja ma bardzo ważne w życiu ludzi i zwierząt. Na przykład tlen ze środowiska w wyniku dyfuzji przenika do organizmu przez skórę osoby. Substancje odżywcze poprzez dyfuzję przenikają z jelit do krwi zwierząt.

Dyfuzja występuje również podczas lutowania części metalowych.

Pytanie. jeden. Co to jest dyfuzja? Opisz eksperyment, w którym obserwuje się dyfuzję cieczy. 2. Jak wyjaśnić dyfuzję z punktu widzenia struktury molekularnej substancji? 3. W jakich procesach i jak zachodzi dyfuzja u ludzi i zwierząt?

Ćwiczenie. jeden. Na jakim zjawisku opiera się solenie ogórków, kapusty, ryb i innych produktów? 2. Woda rzek, jezior i innych zbiorników wodnych zawsze zawiera cząsteczki gazów, które są częścią powietrza. Z powodu jakiego zjawiska te cząsteczki przedostają się do wody i dlaczego wnikają na dno zbiornika? Opisz sposób mieszania powietrza z wodą. 1 2 3

Zadanie. jeden. Wlej do szklanki zimna woda i opuść kawałek nadmanganianu potasu na dno. Bez mieszania wody określ, ile czasu zajmuje cząsteczkom nadmanganianu potasu dostanie się do górnej warstwy wody. Wyjaśnij obserwowane zjawisko. 2. Wlej równe ilości wody do dwóch szklanek. Umieść jeden z nich w ciepłe miejsce, drugi - na mrozie (w lodówce, za oknem, pod baldachimem)). Po chwili opuść kawałek ołowiu z „chemicznego” ołówka (lub ziarenka nadmanganianu potasu) na dno każdej szklanki. Umieść szklanki z powrotem na swoich pierwotnych miejscach. Rano i wieczorem zaznacz w tych dwóch szklankach położenie brzegu kolorowej i czystej wody. Wyciągnij odpowiedni wniosek na podstawie swojego doświadczenia. 3. Przeczytaj akapit „Ruch Browna” na końcu podręcznika.

Aby cukier w herbacie szybciej się rozpuścił, należy go wymieszać. Ale okazuje się, że jeśli tego nie zrobisz, po chwili cały cukier się rozpuści, a herbata stanie się słodka. W trakcie tej lekcji dowiesz się, że takie spontaniczne mieszanie się substancji wynika z ciągłego chaotycznego ruchu cząsteczek, a zjawisko to nazywamy dyfuzją.

Temat: Wstępne informacje o budowie materii

Lekcja: Dyfuzja

W naszym codziennym życiu czasami nie zauważamy pewnych zjawisk fizycznych. Na przykład ktoś otworzył butelkę perfum, a my, nawet będąc z dużej odległości, poczujemy ten zapach. Wchodząc po schodach do naszego mieszkania, możemy poczuć zapach gotowanego w domu jedzenia. Wrzucamy torebkę liści herbaty do szklanki gorącej wody i nawet nie zauważamy, jak liście herbaty zabarwiają całą wodę w filiżance.

Ryż. 1. Chociaż liście herbaty znajdują się w torebce herbaty, zabarwiają całą wodę w filiżance.

Wszystkie te zjawiska są związane z tym samym zjawiskiem fizycznym, zwanym dyfuzją. Dzieje się tak, ponieważ cząsteczki jednej i drugiej substancji wzajemnie się przenikają.

Dyfuzja to spontaniczna wzajemna penetracja molekuł jednej substancji w przestrzenie między molekułami innej.

W tej definicji ważne jest każde słowo: zarówno spontaniczne, jak i wzajemne, przenikanie i molekuły.

Jeśli wlejesz do naczynia roztwór siarczanu miedzi (niebieski) i ostrożnie, bez mieszania, polejesz czystą wodą, to zauważysz, że początkowo dość wyraźna granica między wodą a siarczanem miedzi z czasem coraz bardziej się zaciera. Jeśli eksperyment będzie kontynuowany przez tydzień, granica ta całkowicie zniknie, a płyn w naczyniu stanie się równomiernie zabarwiony.

Ryż. 2. Dyfuzja roztworu siarczanu miedzi w wodzie

Dyfuzja w gazach zachodzi znacznie szybciej. Weź cylindryczne szklane naczynie bez dna i przymocuj do niego wewnętrzna powierzchnia pionowe paski uniwersalnego papierka wskaźnikowego. Paski te mają możliwość zmiany koloru pod wpływem oparów niektórych substancji. Niewielką ilość takiej substancji wlej na dno kubka i umieść w nim cylindryczne naczynie. Zobaczymy, że na początku paski wskaźnikowe zmienią swój kolor w dolnej części, ale po 10-20 sekundach paski przybiorą jasnoniebieski kolor na całej swojej długości. Oznacza to, że powietrze i substancja gazowa zmieszały się spontanicznie ze sobą, to znaczy nastąpiło wzajemne przenikanie cząsteczek jednej substancji w szczeliny między cząsteczkami innej, co oznacza, że nastąpiła dyfuzja.

Ryż. 3. W wyniku dyfuzji oparów substancji lotnej kolor pasków papierka wskaźnikowego zmienia się najpierw na dole, a następnie na całej długości

Okazuje się, że można wpływać na szybkość dyfuzji niektórych substancji. Aby to sprawdzić, weźmy dwie szklanki, jedną z gorącą, a drugą z zimna woda. Do obu szklanek wlej taką samą ilość kawy rozpuszczalnej. W jednym ze szkieł dyfuzja przebiega znacznie szybciej. Jak ci mówi doświadczenie życiowe dyfuzja zachodzi tym szybciej, im wyższa temperatura dyfundujących substancji.

Ryż. 4. Woda w odpowiedniej szklance ma wyższą temperaturę, dzięki czemu dyfuzja w niej kawy rozpuszczalnej jest szybsza

Im wyższa temperatura substancji, tym szybsza dyfuzja.

Czy w ciałach stałych może wystąpić dyfuzja? Na pierwszy rzut oka nie. Ale doświadczenie daje inną odpowiedź na to pytanie. Jeśli powierzchnie dwóch różnych metali (na przykład ołowiu i złota) są dobrze wypolerowane i mocno do siebie dociśnięte, to wzajemne przenikanie cząsteczek metalu można zarejestrować do głębokości około jednego milimetra. To prawda, że zajmie to kilka lat.