Молекулы темной краски через промежутки смешиваются

Диффузия

Диффузией (от латинского «диффузио» — «распространение», «растекание») называют взаимное проникновение частиц одного вещества в другое, обусловленное движением молекул.

Диффузия в газах

Если в комнате открыть флакон с духами или зажечь ароматизированную свечу, то аромат распространится по всему объёму помещения. Благодаря хаотичному движению молекул воздуха аромат достигает любой точки комнаты.

Скорость хаотичного движения молекул воздуха составляет несколько сотен метров в секунду. При повышении температуры скорость увеличивается.

Диффузия в жидкостях

Нальём в высокий стеклянный сосуд голубой водный раствор медного купороса.
Осторожно вдоль стенок добавим дистиллированную воду. В начале эксперимента вида чёткая граница между чистой водой и раствором купороса. Эта граница будет размываться в течение долгого периода. Однажды раствор станет равномерно окрашенным. Молекулы воды смешались с молекулами медного купороса в результате хаотичного движения.

Опыт

Опыт доказывает, что молекулы жидкости беспрестанно движутся.

На анимации ниже можно увидеть процесс проникновения молекул вещества в промежутки между молекулами другого вещества.

Взаимопроникновение веществ

Диффузия в твёрдых телах

Диффузия в твёрдых телах обусловлена медленным переносом масс взаимодействующих веществ, который объясняется микроскопическим строением твердого вещества. Диффундирование, как физический процесс, используется при производстве фарфоровой, керамической посуды.

Явление диффузии объясняется хаотичным движением молекул, в процессе которого молекулы одного вещества проникают в межмолекулярные промежутки другого.
При увеличении температуры (нагревании) скорость движения молекул увеличивается. Поэтому процесс диффузии становится интенсивнее.
В горячем чае сахар растворяется быстрее. Тёплая вода лучше выполаскивает моющее средство. Запах свежей выпечки мы чувствуем вдалеке от пекарни.

Вопросы и ответы по теме диффузия

1. Где диффузия происходит очень медленно: в твёрдых телах, газах или жидкостях?

2. Верно ли утверждение, что диффузия — это явление, при котором молекулы газа, двигаясь во всех направлениях, заполняют весь сосуд?

3. Верно ли утверждение, что диффузия — это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещеcтва?

4. Диффузия происходит быстрее в твёрдых телах, газах или жидкостях?

5. Студент рисует акварельными красками. Чтобы воспользоваться другой краской после того, как он рисовал фиолетовой краской, он опустил кисточку в стакан с водой. Вода окрасилась в какой цвет? Как называется это физическое явление?

6. Имеются две хорошо отполированные пластинки олова и серебра. Их кладут друг на друга и сдавливают в тисках. После этого пластинки начинают постепенно нагревать. Какие из перечисленных ниже устверждений верны:

  • а) Процесс диффузии ускоряется, если температуру повышать;
  • б) Диффузия олова и серебра не произойдёт;
  • в) За несколько лет произойдёт диффузия олова и серебра примерно на 1 мм,
  • г) Диффузия олова и серебра происходит быстро.
  • а) Процесс диффузии ускоряется, если температуру повышать и
  • в) за несколько лет произойдёт диффузия олова и серебра примерно на 1 мм.

7. Слишком солёную воду для варки картофеля разбавляют водой. После этого вода станет менее солёной или более солёной?

8. Недосоленную форель обильно солят и оставляют при комнатной температуре. После этого форель станет более солёной или менее солёной?

9. При одинаковой температуре диффузия в газе идёт быстрее или медленее, чем в жидкости?

10. При одинаковой температуре диффузия в морсе идёт медленнее или быстрее, чем в воздухе?

11. Среди описанных процессов выбери примеры диффузии.

  • а) В любую погоду дым из выхлопной трубы постепенно перестаёт быть видимым через небольшой промежуток времени.
  • б) Детский резиновый воздушный шар, наполненный гелием, через некоторое время сдувается.
  • в) Открытую колбу с углекислым газом помещают на рычажные весы и уравновешивают гирьками. Наблюдая некоторое время за уравновешенными весами, замечают, что равновесие весов нарушилось.
  • г) Хорошо надутый и сдавленный руками мяч быстро восстанавливает свою прежнюю форму, если убрать руки.
  • д) В багажнике машины лежат фотоаппарат и мяч. Когда машина тронулась, мяч покатился.

12. Как называется физическое явление, когда аромат лилий чувствуется на расстоянии? Варианты ответов: диффузия в твёрдых телах, диффузия в жидкостях, диффузия в газах или броуновское движение.

13. Как называется физическое явление, когда при растворении крупинок марганцовки в воде она окрасилась в розовый цвет? Варианты ответов: диффузия в твёрдых телах, диффузия в жидкостях, диффузия в газах или броуновское движение.

14. Как объяснить распространение в воздухе запаха приготовленного борща? Варианты ответов: а) молекулы приготовленного борща отличаются от молекул воздуха; б) происходит диффузия молекул приготовленного борща с молекулами воздуха; в) молекулы приготовленного борща состоят из атомов; г) происходит броуновское движение.

15. Почему нельзя оставлять мокрую ткань, окрашенную в тёмно-синий цвет, на длительное время в соприкосновении с жёлтой тканью?

16. Найди пословицы, в которых говорится о диффузии.

  • а) Корабли пускают, как салом подмазывают;
  • б) Вилами по воде писано.
  • в) На мешке с солью и верёвка солёная.
  • г) Овощной лавке вывеска не нужна.
  • д) У воды гибкая спина.
  • е) Тухлое яйцо портит всю кашу.
  • ж) Ложка дёгтя и бочку мёда испортит.
  • з) Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее.
  • и) Веник не переломишь, а по прутику весь веник переломаешь.

Источник

Диффузия в жидкостях реферат

  • Участник: Багирова Эльмира Искендеркызы
  • Руководитель: Жукова Наталья Вячеславовна

Цель: расширить знания о диффузии, объяснить физическую природу явления диффузии, подтвердить теоретические факты опытными результатами, обобщить приобретённые знания и сделать выводы

Диффузия – это взаимное проникновение одного вещества между молекулами другого.

Большую роль в жизни живой природы играют диффузионные процессы, определяющие нормальный обмен веществ между организмом и средой, а также между различными частями самого организма. Питание и дыхание – типичные диффузионные процессы. В процессе дыхания происходит диффузия кислорода О2 и углекислого газа СО2 через стенку легочного пузырька. Для понимания этих процессов необходимо учитывать условия, обеспечивающие или затрудняющие диффузию. Так, дыхание – диффузия кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше поверхность соприкосновения тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. Отсюда понятно, что малые организмы, у которых размеры поверхности велики сравнительно с объемом тела, могут обходиться вовсе без специальных органов дыхания, удовлетворяясь притоком кислорода исключительно через наружную оболочку (если она достаточно тонка и увлажнена). У организмов более крупных дыхание через кожу может оказаться более или менее достаточным только при условии, если покровы чрезвычайно тонки (земноводные); при грубых покровах необходимы специальные органы дыхания. Основные физические требования к этим органам – максимум поверхности и минимум толщины и увлажненность покрова.

Бесспорно, анализируя этот аспект жизнедеятельности всех живых существ, диффузия играет огромную роль.

Проведем ряд опытов, доказывающих практическую значимость диффузии.

Предметы и материалы

Проводим эксперимент

Капнем в воду немного йода и проследим за ее поведением.

Гипотеза

Действительно ли капля йода постепенно раствориться в воде, окрасив ее в соответствующий цвет.

Объясняем

Вода, как и йод, состоит из огромного количества мельчайших невидимых частиц размером в стомиллионную долю сантиметра, называемых молекулами. Все они непрерывно движутся, постоянно сталкиваясь между собой, как , например, школьники на перемене. Собранные вначале вместе молекулы йода из-за ударов молекул воды разлетаются в разные стороны, так что расстояние между ними увеличивается и пятно йода расплывается. Распространение одной жидкости в другой по указанной причине называется диффузией.

Предметы и материалы

Проводим эксперимент

Перед началом опыта необходимо тщательно зачистить стугом свинцовые поверхности цилиндров. Устанавливаем цилиндры в устройство для фиксации, прижав их друг к другу зачищенными поверхностями прижимным винтом. Закручиваем прижимной винт. Подождав некоторое количество времени можно слабить прижимной винт, достать сцепленные цилиндры.

Гипотеза

Действительно ли два свинцовых цилиндра будут соединены между собой.

Объясняем

Зачищение свинцовых цилиндров необходимо для того, чтобы максимально выровнить поверхности и очистить от окисления. Тем самым мы добиваемся наиболее плотного прилегания одной поверхности к другой. На данном этапе очень хорошо заметно проявление сил притяжения между молекулами, когда они находятся очень близко друг к другу. Но чем дольше цилиндры будут сцеплены и находясь под некоторым грузом, все отчетливее будет взаимное проникновение молекул одного цилиндра между молекулами другого – диффузия.

Предметы и материалы

Проводим эксперимент

Нальем в один стакан воду комнатной температуры, а в другой горячую воду. Опустим в каждый из стаканов по одной чайной ложке сахара.

Гипотеза

Действительно ли в стакане с горячей водой сахар раствориться быстрее.

Объясняем

Нам известно, что при любой температуре в веществе есть молекулы, двигающиеся довольно медленно, и молекулы, скорость которых высока. Если количество молекул вещества, имеющих высокую скорость, увеличивается, т. е. увеличивается средняя скорость молекул, то это значит, что температура вещества также увеличивается. Чем быстрее будут двигаться молекулы воды, тем чаще они будут соударяться с молекулами сахара, и тем быстрее будет происходить процесс взаимного перемешивания одного вещества с другим. С увеличением температуры процесс взаимного проникновения молекул воды между молекулами сахара – диффузия – происходит гораздо быстрее.

На практике

В природе

  1. Всасывание — процесс поступления различных веществ из окружающей среды через клеточные мембраны в клетки, и через них — во внутреннюю среду организма.
  2. Диффузия в дыхании. (Примером диффузии в природе может служить принципиально важный для жизни процесс – дыхание. Именно благодаря диффузии кислород из легких попадает в кровь, а из крови – в органы и ткани организма. Благодаря диффузии выдыхаемый нами углекислый газ не скапливается вокруг нас, а рассеивается в пространстве и смешивается с кислородом, поэтому мы можем длительное время спокойно дышать в закрытой комнате без ветра. Однако, время от времени все равно необходимо проветривать комнату и впускать свежий воздух, насыщенный кислородом, который опять же благодаря диффузии, быстро распространяется по всему объему комнаты.)
  3. Поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли (на практике часто встречаешься с явлениями, которым по началу не предаёшь особое внимание, но потом по мере обучения в школе понимаешь и начинаешь объяснять происходящие такие обыденные в жизни явления, но играющие огромную роль в природе и жизни человека, как части природы. Так благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферы вблизи поверхности Земли, диффузия растворов солей в почве способствует нормальному питанию растений, диффузия происходящая в организме человека позволяет насыщать клетки нашего тела кислородом и питательными веществами.)

Интересные факты о диффузии

Около 27 тонн космической пыли падает на Землю каждый день. За год более 10 000 тонн пыли приземляется на Землю.

Если очень гладко отшлифованные пластинки свинца и золота положить одна на другую и поставить на них некоторый груз, то через 4-5 лет они проникнут взаимно друг друга на 1 мм.

А пословицы – это сплошная диффузия:

  1. Ложка дёгтя в бочке мёда.
  2. Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее
  3. Овощной лавке вывеска не нужна.
  4. Волка нюх кормит

Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

А растение растет, цветет для них тоже благодаря диффузии. Ведь мы говорим, что растение дышит и выдыхает воздух, пьет воду, получает из почвы различные микродобавки.

Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря диффузии. Акулы чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров, также как и рыбы пираньи.

Экология окружающей среды ухудшается за счёт выбросов в атмосферу, в воду химических и прочих вредных веществ, и это всё распространяется и загрязняет огромные территории. А вот деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии.

На принципе диффузии основано перемешивание пресной воды с соленой при впадении рек в моря. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.

  • Для учеников 1-11 классов и дошкольников
  • Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Выберите документ из архива для просмотра:

Выбранный для просмотра документ Диффузия в жидкостях.pptx

Описание презентации по отдельным слайдам:

Цель и актуальность исследования Цель научной работы – анализ диффузии в жидкостях на примере сахарного сиропа, растительного масла и воды. Именно благодаря диффузии возможно смешивание окрашенных в различные цвета жидкостей до однородного состояния. Вот почему такая тема как диффузия остается актуальной и по сей день. С целью изучения диффузии в жидкостях были проведены эксперименты

Поставленные задачи Изучить теоретические аспекты диффузии в жидкостях. Провести опыт на наличие диффузии в жидкостях. Проанализировать полученные данные в ходе проведения опыта.

Гипотеза Произойдет ли диффузия в жидкостях с разной плотностью?

Ход исследования Было проведено 2 эксперимента. 1-ый эксперимент: наблюдение проникновения атомов (молекул) одного вещества между молекулами другого вещества (опыт с водой и красками). 2-ой эксперимент: возможность создания не смеси жидкостей, а слоистого коктейля из имеющихся окрашенных жидкостей.

Данные и наблюдения При смешивании разных жидкостей получились новые жидкости с разными оттенками. Так, например, при смешивании желтой и голубой жидкости получилась зеленая. Вывод: мы пронаблюдали проникновения атомов (молекул) краски между молекулами воды. А это и есть диффузия. 1-ый эксперимент

Данные и наблюдения Жидкости полностью не перемешались. Внизу остался чистый цвет, который был у сиропа, вверху — чистый цвет, который был у воды. А вот на границе этих двух жидкостей получился плавный переход одного цвета в другой. Вывод. Во всех случаях мы наблюдали процесс диффузии. Диффузия – это временный процесс. Продолжительность диффузии зависит от рода вещества. 2-ой эксперимент

Данные и наблюдения В эксперименте с растительным маслом и окрашенной водой смешивания не произошло, но граница у них не была размыта, а видна совершенно четко. В процессе эксперимента также было закапано в масло пипеткой капельки воды, в ходе чего получили красивые пузырьки.

Заключение В ходе работы были проведены опыты по наблюдению диффузии: гипотеза подтверждена. Установлено, что диффузия протекает в жидкостях, а скорость протекания диффузии зависит от плотности вещества. Явление диффузии является одним из главных общих условий жизнедеятельности растений, животных и человека.

Выбранный для просмотра документ Ишмаев Данияр Рамилевич тезисы.docx

Каждый день нас окружает множество красок и оттенков. Как же так природа умело сочетает в себе множество цветов, если принято считать, что основными цветами считаются желтый, синий, красный, белый и черный, а все остальные цвета получаются при смешении основных в различных составах и пропорциях? В чем же кроется секрет? Этому есть объяснение – диффузия.

Диффузия – взаимное проникновение частиц одного вещества в другое, обусловленное движением молекул.

Именно благодаря диффузии возможно смешивание окрашенных в различные цвета жидкостей до однородного состояния. Вот почему такая тема как диффузия остается актуальной и по сей день.

С целью изучения диффузии в жидкостях был проведен химический опыт, описанный далее.

Цель научной работы – анализ диффузии в жидкостях на примере сахарного сиропа, растительного масла и воды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Изучить теоретические аспекты диффузии в жидкостях.

Провести опыт на наличие диффузии в жидкостях.

Проанализировать полученные данные в ходе проведения опыта.

Методы, применяемые в работе: эксперимент, наблюдение, описание, анализ .

1-ый эксперимент: наблюдение проникновения атомов (молекул) одного вещества между молекулами другого вещества (опыт с водой и красками).

Взяли емкость и налили в нее чистой воды. После этого добавили в воду капельку краски. Стали наблюдать как постепенно краска распространяется по всей емкости и равномерно окрашивает воду. Сделали таким образом несколько сосудов с жидкостями разных цветов (желтого, синего, красного, белого, черного и т.д.). Обратили внимание на то, что краска скорее заполняет весь сосуд, если воду в нем перемешивать.

В новом сосуде смешивали разноцветные жидкости. При смешивании желтой и голубой жидкости получилась зеленая.

Вывод: мы пронаблюдали проникновения атомов (молекул) краски между молекулами воды. А это и есть диффузия.

2-ой эксперимент: попробовали сделать не смесь жидкостей, а слоистый коктейль из имеющихся окрашенных жидкостей.

Затем взяли новую чистую емкость и налили в нее сначала на 1/3 подкрашенной воды. А сверху осторожно долили столько же растительного масла. Наблюдали, что смешивания не произошло. Эти жидкости тоже не перемешались, но граница у них не была размыта, а видна совершенно четко. В процессе эксперимента также было закапано в масло пипеткой капельки воды, в ходе чего получили красивые пузырьки.

Вывод. Во всех случаях мы наблюдали процесс диффузии. Диффузия – это временный процесс. Продолжительность диффузии зависит от рода вещества.

В ходе работы были проведены опыты по наблюдению диффузии: гипотеза подтверждена. Установлено, что диффузия протекает в жидкостях, а скорость протекания диффузии зависит от плотности вещества.

Явление диффузии является одним из главных общих условий жизнедеятельности растений, животных и человека. Диффузия играет существенную роль в питании растений и животных; на явлении диффузии основана концентрация продуктов питания.

И еще очень многое, что происходит благодаря диффузии.

Явление диффузии широко применяется на производстве, в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений, в медицине, в полупроводниковом производстве (для создания микросхем). Особую актуальность диффузия представляет в высокой молекулярной кухне.

Выбранный для просмотра документ доклад.docx

Здравствуйте, меня зовут Ишмаев Данияр. Тема моей работы диффузия в жидкостях (СЛАЙД 1) .

Это очень сложный, но интересный процесс. Кто-нибудь знает, что такое диффузия? Диффузия – взаимное проникновение частиц одного вещества в другое, в процессе чего происходит смешивание веществ (СЛАЙД 2) .

Благодаря диффузии происходит получение новых оттенков, путем смешивания разных цветов. Благодаря диффузии происходят важные процессы в жизни человека и природы, поэтому вопрос диффузии будет всегда актуальным.

Целью моей работы был анализ диффузии в жидкостях на примере сахарного сиропа, растительного масла и воды.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

Изучить что такое диффузия и как она проходит в жидкостях.

Провести опыт на наличие диффузии в жидкостях.

Проанализировать полученные данные в ходе проведения эксперимента.

Перед проведением анализа я задалсЯ вопросом: произойдёт ли диффузия в жидкостях с разной плотностью (СЛАЙД 3) .

Для подтверждения гипотезы было проведено 2 эксперимента (СЛАЙД 4) .

1-ый эксперимент: наблюдение проникновения молекул воды между молекулами краски (СЛАЙД 5) .

2-ой эксперимент: наблюдение диффузии в слоистом коктейле, в жидкостях с разной плотностью.

Результаты 1 эксперимента : (СЛАЙД 6) . Взяли стакан и налили в него чистой воды. После этого добавили в воду капельку краски. Стали наблюдать как краска распространяется по всему стакану и окрашивает воду. Сделали несколько стаканов с жидкостями разных цветов (желтого, синего, красного, и т.д.). Обратили внимание на то, что краска скорее заполняет весь стакан, если воду в нем перемешивать.

В новом стакане мы смешивали разноцветные жидкости. При смешивании разных жидкостей получились новые, с разными оттенками. Так, например, при смешивании желтой и голубой жидкости получилась зеленая.

2-ой эксперимент: попробовали сделать не жидкости, а слоистый коктейль из имеющихся окрашенных жидкостей (СЛАЙД 7) .

(СЛАЙД 8 ) . В процессе эксперимента также были закапаны в масло пипеткой капельки окрашенной воды, в ходе чего получили красивые пузырьки.

(СЛАЙД 9 ) Какие выводы мы можем сделать? Во всех случаях мы наблюдали процесс диффузии. Диффузия – это временный процесс. Продолжительность диффузии зависит от плотности вещества. Гипотеза подтверждена.

Явление диффузии широко применяется на производстве, в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений, в медицине, в полупроводниковом производстве (для создания микросхем). Особую актуальность диффузия представляет в высокой молекулярной кухне и для художников.

(СЛАЙД 10 ) в ходе изучения темы диффузии в жидкостях были изучены интернет энциклопедии и учебники по физике. На этом у меня ВСЁ спасибо за внимание!

Выбранный для просмотра документ научная конференция (1).docx

Министерство образования и науки РТ

Управление образования и по делам молодежи ИК г. набережные челны

Исполнитель: ученик 3а _______________ Ишмаев Д.Р.

Научный руководитель ______________ Новикова Л.Н.

Каждый день нас окружает множество красок и оттенков. Как же так природа умело сочетает в себе множество цветов, если принято считать, что основными цветами считаются желтый, синий, красный, белый и черный, а все остальные цвета получаются при смешении основных в различных составах и пропорциях? В чем же кроется секрет? Этому есть объяснение – диффузия.

Частицы веществ, беспорядочно двигаясь, проникают в промежутки друг между другом, что и означает самостоятельное смешивание веществ – диффузию.

Запах духов или бензина довольно быстро распространяется по комнате или гаражу. Так происходит потому, что духи и бензин испаряются – переходят в газообразное состояние, а диффузия в газах происходит быстро: за секунды-минуты. В начале 20 века учёные смогли измерить на опыте скорость хаотического движения молекул. Оказалось, что в окружающем нас воздухе молекулы носятся со скоростью ружейных пуль (сотни метров в секунду). Заметно медленнее диффузия идёт в жидкостях: недели–месяцы, а в твёрдых телах – очень медленно: годы–столетия.

Однако, проблематикой является вопрос диффузии в несмешиваемых жидкостях. Что же выйдет если смешать жидкости разные по структуре, плотности и цвету? Данный вопрос особо актуален в кулинарной промышленности, для оформления блюд.

С целью изучения диффузии в жидкостях был проведен химический опыт, описанный далее.

Цель научной работы – анализ диффузии в жидкостях на примере сахарного сиропа, растительного масла и воды.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Изучить теоретические аспекты диффузии в жидкостях.

Провести опыт на наличие диффузии в жидкостях.

Проанализировать полученные данные в ходе проведения опыта.

Методы, применяемые в работе: эксперимент, наблюдение, описание, анализ .

В процессе написания работы использовались источники: периодическая литература и труды ведущих специалистов в области химии, интернет издания.

При написании данной работы были использованы учебная литература, необходимая для раскрытия изучаемой темы: Бокштейн Б. С. Атомы блуждают по кристаллу, Пёрышкин А. В. Физика. 7 кл., М.Г. Ковтунович. Домашний эксперимент по физике 7–11 классы, А.А. Леонович. Физический калейдоскоп и другие.

Объект исследования: диффузия в жизни человека.

Предмет исследования: процесс диффузии в жидкостях.

Цель исследования: рассмотреть роль диффузии в природе и жизнедеятельности человека, доказать общую значимость этого явления.

Задачи исследования: выяснить, как отличается время протекания диффузии в жидкостях с разными температурами, при смешивании разных жидкостях и как виду себя газы в жидкостях. Провести дальнейший анализ результатов.

Методы исследования: изучение, обобщение, практика, анализ.

Введение

Строение материи — одна из главных проблем науки, а основой современной физики является атомно-молекулярное учение. В настоящее время доказательства положений молекулярно-кинетической теории настолько многочисленны и убедительны, что существование молекул признано как установленный факт.

Из большого числа научных положений и опытных фактов, относящихся к молекулярно-кинетической теории, наибольший интерес у меня вызвало явление диффузии с которым ныс познакомили в 7 классе на уроках физики.

Каждое утро, выпивая кружку чая, мы не догадываемся, что наблюдаем явление диффузии. Но далеко не все размышляли над вопросом что такое диффузия и какова ее роль в жизни человека. Роль, которую играет диффузия в окружающем нас мире трудно переоценить. Она встречается повсюду.

Актуальность работы состоит в том, что изучение влияния диффузии на жизнедеятельность растений, животных и человека расширит спектр наших знаний о живой природе, продемонстрирует тесную связь физики, биологии, экологии, медицины.

Объект исследования: явление диффузии.

Предмет исследования: влияние явления диффузии на процессы, протекающие в природе, и связанные с жизнедеятельностью человека.

Цель: рассмотреть роль диффузии в природе и жизнедеятельности человека, доказать общую значимость этого явления.

Диффузия и ее закономерности

Диффузия — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному равномерному перемешиванию веществ по всему объему

Первое систематическое экспериментальное исследование диффузии было выполнено Томасом Грэмом (рис. 1). Он изучал диффузию в газах, и это явление (Закон Грэма) было описано им в 1831–1833 гг. Первое количественное описание процессов диффузии было дано немецким физиологом А. Фиком (рис. 2) в 1855 году.

Ученые Томас Грэм (слева) и Адольф Фик

Диффузия объясняется так. Сначала между двумя телами четко видна граница раздела двух сред. Затем, вследствие своего движения, отдельные частицы веществ, находящихся около границы, обмениваются местами. Граница между веществами расплывается. Проникнув между частицами другого вещества, частицы первого начинают обмениваться местами с частицами второго, находящимися во все более глубоких слоях.

Граница раздела веществ становится еще более расплывчатой. Благодаря непрерывному и беспорядочному движению частиц этот процесс приводит в конце концов к тому, что раствор в сосуде становится однородным. Явление диффузии мы наблюдаем каждый день: наливаем ли заварку чая в кипяток, приготавливаем ли красящий раствор. И даже когда сгорает что-то на плите, а запах чувствуется по всему дому, мы вновь сталкиваемся с явлением диффузии.

Так как частицы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то во всех этих веществах возможна диффузия. Однако скорость протекания данного явления для них различна. Распространение запаха объясняется движением молекул. Промежутки между частицами в воздухе довольно большие, частицы двигаются хаотично, поэтому диффузия газообразных веществ происходит достаточно быстро.

Влияние диффузии на жизнедеятельность живых организмов

Большую роль диффузионные процессы играют в снабжении кислородом природных водоемов и аквариумов. Кислород попадает в более глубокие слои воды за счет диффузии через их свободную поверхность. Именно по этой причине нельзя перекрывать ее. Так, например, листья, покрывающие эту самую поверхность, могут совсем перекрыть доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей.

Так же диффузия играет не менее важную роль в растительном мире. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется так: диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. Сейчас довольно широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны. Благодаря диффузии растение получает минеральные вещества и воду из почвы.

Также этот процесс показывает один из механизмов второго закона термодинамики, который объясняет стремление всего живого в более устойчивое состояние. Этот процесс сыграл важную работу в возникновении и дальнейшем развитии планеты. Естественно, без данного явления не было бы и животного мира. Диффузия влияет не только на физиологические процессы. Акулы, например, чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров. Бабочки всегда находят дорогу к красивому цветку, а пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

Стоит ли говорить, что диффузия играет огромную роль в поглощении неорганических веществ из воздуха и почвы растениями, которые участвуют в фотосинтезе для образования органических веществ. А из этого следует, что диффузия лежит в основе обмена веществ между растениями и окружающей средой.

К сожалению, развитие человеческой цивилизации оказывает негативное влияние на природу и процессы, которые протекают в ней. Диффузия играет большую роль в загрязнении водоемов. Загрязнение рек, морей и океанов приводит к тому, что в них исчезает жизнь. Температура воды повышается и при этом снижается содержание кислорода, что плохо сказывается на водных организмах.

Вследствие явления диффузии воздух загрязняется отходами разных фабрик, выхлопными газами, и из-за этого вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние на жизнь животных и растений.

Влияние диффузии на жизнь человека

На диффузии основаны многие процессы, которые происходят в организме человека. Одним из процессов является дыхание. Защита организма с помощью лекарств тоже является диффузией. Она широко используется во многих сферах деятельности человека. На этом явлении основана диффузионная сварка металлов.

Пример диффузионной сварки: прижать друг к другу золотой диск и свинцовый цилиндр, а после поместить их на 10 дней в печь, где поддерживалась температура 200°С. После того как печь откроют, разъединить диск и цилиндр будет невозможно. За счет диффузии свинец и золото приросли друг к другу. Сегодня такая технология соединения деталей носит название диффузионной сварки. Впервые такая сварка была сделана Робертс-Аустеном.

Уильям Робертс-Остен (1843-1902) английский металлург

Таким образом, мы видим, что скорость протекания этого процесса также зависит не только от агрегатного состояния вещества, его плотности, но и от температуры. Протекание диффузии от температуры обусловлено увеличением скорости движения молекул. Человек теперь может использовать свойства диффузии даже в целях обеспечения собственной безопасности.

Природный газ, который мы используем дома, не имеет запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.

Экспериментальная часть

В один стакан я положил пакетик с чаем. В первом случае стакан (рисунок 4, 5, 6) наполнен теплой водой, имеющую температуру меньше 30 градусов.

Во втором (рисунок 7, 8, 9) — горячей, температура которой 90 градусов. Наблюдения фиксировал с помощью камеры телефона с интервалом 10 минут, в течение 30 мин.

Сначала в стакан я налил газировку «Кока-кола зеро» после чего налил туда молока.

Я сжал пластиковую бутылку с «Кока колой» после чего закрыл ее и потряс.

Бутылка с колой после тряски

Вывод экспериментальной части

Опыт 1. Я увидели на экспериментальном опыте что скорость протекания диффузии зависит от температуры: чем выше температура вещества, тем быстрее происходит диффузия.

Опыт 2. Я увидел, что жидкости смешиваются, еще и пенка образовалась. Но на этом опыте что-то пошло нет так потому что жидкость должна была стать более прозрачной, а на дне должен был образоваться осадок, но наверно это связана с малым количеством жидкости.

Опыт 3. После того как я потряс бутылку она стала в свою первоначальную форму и стала еще более плотной, это связано с тем, что в бутылке образовалось много газов от напитка, и оно заполнило пространство в ней.

Заключение

Я увидел, как велико значение диффузии, а существование всех живых организмов было бы просто невозможно, если бы в природе не существовало этого явления. Природа широко использует возможности, заложенные в процессе диффузионного проникновения, оно играет важнейшую роль в поглощении и передвижении питательных веществ и насыщении организма растения кислородом.

Такое же значение диффузия имеет и для животных и человека. Таким образом, диффузия играет очень большую роль в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений. Но, к сожалению, люди в результате своей деятельности часто оказывают негативное влияние на естественные процессы в природе.

Изучая диффузию, ее роль и факторы, влияющие на ее протекание в природе, я пришел к выводу, что надо сильнее привлекать внимание общественности к важности изучения процессов, происходящих в окружающей среде.

Диффузия в газах

Если в комнате открыть флакон с духами или зажечь ароматизированную свечу, то аромат распространится по всему объёму помещения. Благодаря хаотичному движению молекул воздуха аромат достигает любой точки комнаты.

Скорость хаотичного движения молекул воздуха составляет несколько сотен метров в секунду. При повышении температуры скорость увеличивается.

Диффузия в жидкостях

Нальём в высокий стеклянный сосуд голубой водный раствор медного купороса.
Осторожно вдоль стенок добавим дистиллированную воду. В начале эксперимента вида чёткая граница между чистой водой и раствором купороса. Эта граница будет размываться в течение долгого периода. Однажды раствор станет равномерно окрашенным. Молекулы воды смешались с молекулами медного купороса в результате хаотичного движения.

Опыт доказывает, что молекулы жидкости беспрестанно движутся.

На анимации ниже можно увидеть процесс проникновения молекул вещества в промежутки между молекулами другого вещества.

Диффузия в твёрдых телах

Диффузия в твёрдых телах обусловлена медленным переносом масс взаимодействующих веществ, который объясняется микроскопическим строением твердого вещества. Диффундирование, как физический процесс, используется при производстве фарфоровой, керамической посуды.

Явление диффузии объясняется хаотичным движением молекул, в процессе которого молекулы одного вещества проникают в межмолекулярные промежутки другого.
При увеличении температуры (нагревании) скорость движения молекул увеличивается. Поэтому процесс диффузии становится интенсивнее.
В горячем чае сахар растворяется быстрее. Тёплая вода лучше выполаскивает моющее средство. Запах свежей выпечки мы чувствуем вдалеке от пекарни.

Вопросы и ответы по теме диффузия

1. Где диффузия происходит очень медленно: в твёрдых телах, газах или жидкостях?

2. Верно ли утверждение, что диффузия — это явление, при котором молекулы газа, двигаясь во всех направлениях, заполняют весь сосуд?

Данное утверждение неверно, так как диффузия это процесс взаимного проникновение частиц одного вещества в другое, обусловленное движением молекул.

3. Верно ли утверждение, что диффузия — это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещеcтва?

4. Диффузия происходит быстрее в твёрдых телах, газах или жидкостях?

5. Студент рисует акварельными красками. Чтобы воспользоваться другой краской после того, как он рисовал фиолетовой краской, он опустил кисточку в стакан с водой. Вода окрасилась в какой цвет? Как называется это физическое явление?

6. Имеются две хорошо отполированные пластинки олова и серебра. Их кладут друг на друга и сдавливают в тисках. После этого пластинки начинают постепенно нагревать. Какие из перечисленных ниже устверждений верны:

  • а) Процесс диффузии ускоряется, если температуру повышать;
  • б) Диффузия олова и серебра не произойдёт;
  • в) За несколько лет произойдёт диффузия олова и серебра примерно на 1 мм,
  • г) Диффузия олова и серебра происходит быстро.
  • а) Процесс диффузии ускоряется, если температуру повышать и
  • в) за несколько лет произойдёт диффузия олова и серебра примерно на 1 мм.

7. Слишком солёную воду для варки картофеля разбавляют водой. После этого вода станет менее солёной или более солёной?

8. Недосоленную форель обильно солят и оставляют при комнатной температуре. После этого форель станет более солёной или менее солёной?

9. При одинаковой температуре диффузия в газе идёт быстрее или медленее, чем в жидкости?

Ответ: диффузия в газе идет быстрее, чем в жидкости. Это происходит потому, что в газе молекулы движутся быстрее и промежутки между ними больше, чем в жидкости.

10. При одинаковой температуре диффузия в морсе идёт медленнее или быстрее, чем в воздухе?

Ответ: диффузия в морсе идет медленее. Это происходит потому, что в морсе молекулы движутся медленнее, и промежутки между ними меньше, чем в воздухе.

11. Среди описанных процессов выбери примеры диффузии.

  • а) В любую погоду дым из выхлопной трубы постепенно перестаёт быть видимым через небольшой промежуток времени.
  • б) Детский резиновый воздушный шар, наполненный гелием, через некоторое время сдувается.
  • в) Открытую колбу с углекислым газом помещают на рычажные весы и уравновешивают гирьками. Наблюдая некоторое время за уравновешенными весами, замечают, что равновесие весов нарушилось.
  • г) Хорошо надутый и сдавленный руками мяч быстро восстанавливает свою прежнюю форму, если убрать руки.
  • д) В багажнике машины лежат фотоаппарат и мяч. Когда машина тронулась, мяч покатился.

Ответ: Среди описанных примеров примерами диффузии являются а) В любую погоду дым из выхлопной трубы постепенно перестаёт быть видимым через небольшой промежуток времени., б) Детский резиновый воздушный шар, наполненный гелием, через некоторое время сдувается. и в) Открытую колбу с углекислым газом помещают на рычажные весы и уравновешивают гирьками. Наблюдая некоторое время за уравновешенными весами, замечают, что равновесие весов нарушилось..

Ответ: физическое явление, когда аромат лилий чувствуется на расстоянии, называется диффузией в газах.

Ответ: физическое явление, когда при растворении крупинок марганцовки в воде она окрасилась в розовый цвет, называется диффузией в жидкостях.

Ответ: распространение в воздухе запаха приготовленного борща объясняется тем, что (б) происходит диффузия молекул приготовленного борща с молекулами воздуха.

15. Почему нельзя оставлять мокрую ткань, окрашенную в тёмно-синий цвет, на длительное время в соприкосновении с жёлтой тканью?

Молекулы тёмно-синей краски через промежутки смешиваются с молекулами воды и переходят на желтую ткань. Это физическое явление называется диффузией. Этот процесс замедляется при замачивании обеих тканей вместе в холодной воде, так как скорость диффузии зависит от температуры. С её повышением скорость диффузии возрастает, а с понижением — уменьшается.

16. Найди пословицы, в которых говорится о диффузии.

  • а) Корабли пускают, как салом подмазывают;
  • б) Вилами по воде писано.
  • в) На мешке с солью и верёвка солёная.
  • г) Овощной лавке вывеска не нужна.
  • д) У воды гибкая спина.
  • е) Тухлое яйцо портит всю кашу.
  • ж) Ложка дёгтя и бочку мёда испортит.
  • з) Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее.
  • и) Веник не переломишь, а по прутику весь веник переломаешь.

Ответ: пословицы, в которых говорится о диффузии: в) На мешке с солью и верёвка солёная., г) Овощной лавке вывеска не нужна. и е) Тухлое яйцо портит всю кашу., ж) Ложка дёгтя и бочку мёда испортит., з). Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее.

Источник

Оцените статью