Диффузия в природе и технике примеры

Что такое диффузия и её причины, где она протекает быстрее всего, примеры из окружающего мира

Диффузия в природе и технике примеры

О таком понятии, как диффузия, слышали абсолютно все люди. Это было одной из тем на уроках физики в 7 классе. Несмотря на то что это явление окружает нас абсолютно везде, мало кто знает о нём. Что же оно всё-таки означает? В чём заключается его физический смысл, и как можно облегчить жизнь с её помощью? Сегодня мы с вами об этом и поговорим.

  • Диффузия в физике: определение
  • Причины возникновения
  • Диффузия в газах
  • Как протекает диффузия в жидкостях
  • Диффузия в твёрдых телах: примеры
  • Примеры диффузии в окружающем мире

Диффузия в физике: определение

Это — процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества. Говоря простым языком, этот процесс можно назвать смешиванием. Во время этого смешивания происходит взаимное проникновение молекул вещества друг между другом. Например, при приготовлении кофе молекулы растворимого кофе проникают в молекулы воды и наоборот.

Скорость этого физического процесса зависит от следующих факторов:

  1. Температура.
  2. Агрегатное состояние вещества.
  3. Внешнее воздействие.

: МПА в атмосферы, как правильно перевести давление?

Чем выше температура вещества, тем быстрее движутся молекулы. Следовательно, процесс смешивания происходит быстрее при высоких температурах.

Агрегатное состояние вещества — важнейший фактор. В каждом агрегатном состоянии молекулы движутся с определённой скоростью.

Диффузия может протекать в следующих агрегатных состояниях:

  1. Газ.
  2. Жидкость.
  3. Твёрдое тело.

Скорее всего, у читателя сейчас возникнут следующие вопросы:

  1. Каковы причины возникновения диффузии?
  2. Где она протекает быстрее?
  3. Как она применяется в реальной жизни?

Ответы на них можно узнать ниже.

: энтропия — это что такое, где применяется термин?

Причины возникновения

Абсолютно у всего в этом мире есть своя причина. И диффузия не является исключением. Физики прекрасно понимают причины её возникновения. А как донести их до обычного человека?

Наверняка каждый слышал о том, что молекулы находятся в постоянном движении. Причём это движение является беспорядочным и хаотичным, а его скорость очень большая. Благодаря этому движению и постоянному столкновению молекул происходит их взаимное проникновение.

Есть ли какие-то доказательства этого движения? Конечно! Вспомните, как быстро вы начинали чувствовать запах духов или дезодоранта? А запах еды, которую готовит ваша мама на кухне? Вспомните, как быстро готовится чай или кофе. Всего этого не могло быть, если бы не движение молекул. Делаем вывод — основная причина диффузии заключается в постоянном движении молекул.

Теперь остаётся только один вопрос — чем же обусловлено это движение? Оно обусловлено стремлением к равновесию. То есть, в веществе есть области с высокой и низкой концентрацией этих частиц.

И благодаря этому стремлению они постоянно движутся из области с высокой концентрацией в низкоконцентрированную.

Они постоянно сталкиваются друг с другом, и происходит взаимное проникновение.

Интересно знать: Система отсчета это что такое, определение и виды.

Диффузия в газах

Процесс смешивания частиц в газах самый быстрый. Он может происходить как между однородными газами, так и между газами с разной концентрацией.

Яркие примеры из жизни:

  1. Вы чувствуете запах освежителя воздуха благодаря диффузии.
  2. Вы чувствуете запах приготовленной пищи. Заметьте, его вы начинаете чувствовать сразу, а запах освежителя через несколько секунд. Это объясняется тем, что при высокой температуре скорость движения молекул больше.
  3. Слезы, возникающие у вас при нарезании лука. Молекулы лука смешиваются с молекулами воздуха, и ваши глаза на это реагируют.

Как протекает диффузия в жидкостях

Диффузия в жидкостях протекает медленнее. Она может длиться от нескольких минут до нескольких часов.

Самый яркие примеры из жизни:

  1. Приготовление чая или кофе.
  2. Смешивание воды и марганцовки.
  3. Приготовление раствора соли или соды.

В этих случаях диффузия протекает очень быстро (до 10 минут). Однако если к процессу будет приложено внешнее воздействие, например, размешивание этих растворов ложкой, то процесс пойдёт гораздо быстрее и займёт не более одной минуты.

Диффузия при смешивании более густых жидкостей будет происходить гораздо дольше. Например, смешивание двух жидких металлов может занимать несколько часов. Конечно, можно сделать это за несколько минут, но в таком случае получится некачественный сплав.

Например, диффузия при смешивании майонеза и сметаны будет протекать очень долго. Однако, если прибегнуть к помощи внешнего воздействия, то этот процесс и минуты не займёт.

Диффузия в твёрдых телах: примеры

В твёрдых телах взаимное проникновение частиц протекает очень медленно. Этот процесс может занять несколько лет. Его длительность зависит от состава вещества и структуры его кристаллической решётки.

Опыты, доказывающие, что диффузия в твёрдых телах существует.

  1. Слипание двух пластин разных металлов. Если держать эти две пластины плотно друг к другу и под прессом, в течение пяти лети между ними будет слой, имеющий ширину 1 миллиметр. В этом небольшом слое будут находиться молекулы обоих металлов. Эти две пластины будут слиты воедино.
  2. На тонкий свинцовый цилиндр наносится очень тонкий слой золота. После чего эта конструкция помещается в печь на 10 дней. Температура воздуха в печи — 200 градусов Цельсия. После того как этот цилиндр разрезали на тонкие диски, было очень хорошо видно, что свинец проник в золото и наоборот.

Примеры диффузии в окружающем мире

Как вы уже поняли, чем тверже среда, тем меньше скорость смешивания молекул. Теперь давайте поговорим о том, где в реальной жизни можно получить практическую пользу от этого физического явления.

Процесс диффузии происходит в нашей жизни постоянно. Даже когда мы лежим на кровати, очень тонкий слой нашей кожи остаётся на поверхности простыни. А также в неё впитывается пот. Именно из-за этого постель становится грязной, и её необходимо менять.

Так, проявление этого процесса в быту может быть следующим:

  1. При намазывании масла на хлеб оно в него впитывается.
  2. При засолке огурцов соль сначала диффундирует с водой, после чего солёная вода начинает диффундировать с огурцами. В результате чего мы получаем вкуснейшую закуску. Банки необходимо закатывать. Это нужно для того, чтобы вода не испарялась. А точнее, молекулы воды не должны диффундировать с молекулами воздуха.
  3. При мытье посуды молекулы воды и чистящего средства проникают в молекулы оставшихся кусочков еды. Это помогает им отлипать от тарелки, и сделать её более чистой.

Проявление диффузии в природе:

  1. Процесс оплодотворения происходит именно благодаря этому физическому явлению. Молекулы яйцеклетки и сперматозоида диффундируют, после чего появляется зародыш.
  2. Удобрение почв. Благодаря использованию определённых химических средств или компоста почва становится более плодородной. Почему так происходит? Суть в том, что молекулы удобрения диффундируют с молекулами почвы. После чего процесс диффузии происходит между молекулами почвы и корня растения. Благодаря этому сезон будет более урожайным.
  3. Смешивание производственных отходов с воздухом сильно загрязняет его. Из-за этого в радиусе километра воздух становится очень грязным. Его молекулы диффундируют с молекулами чистого воздуха из соседних районов. Именно так ухудшается экологическая обстановка в городе.

Проявление этого процесса в промышленности:

  1. Силицирование — процесс диффузионного насыщения кремнием. Он проводится в газовой атмосфере. Насыщенный кремнием слой детали имеет не очень высокую твёрдость, но высокую коррозионную стойкость и повышенную износостойкость в морской воде, азотной, соляной в серной кислотах.
  2. Диффузия в металлах при изготовлении сплавов играет большую роль. Для получения качественного сплава необходимо производить сплавы при высоких температурах и с внешним воздействием. Это значительно ускорит процесс диффузии.

Эти процессы происходят в различных областях промышленности:

  1. Электронная.
  2. Полупроводниковая.
  3. Машиностроение.

Как вы поняли, процесс диффузии может оказывать на нашу жизнь как положительный, так и отрицательный эффект. Нужно уметь управлять своей жизнью и максимально использовать пользу от этого физического явления, а также минимизировать вред.

Теперь вы знаете, в чём сущность такого физического явления, как диффузия. Она заключается во взаимном проникновении частиц благодаря их движению. А в жизни движется абсолютно все. Если вы школьник, то после прочтения нашей статьи вы точно получите оценку 5. Успехов вам!

Источник: https://obrazovanie.guru/nauka/fizika/diffuziya-opredelenie-i-primery-v-okruzhayushhem-mire.html

Диффузия: причины, особенности процесса, примеры в природе

Диффузия в природе и технике примеры

  • Что такое диффузия?
  • Причины диффузии
  • Формула диффузии
  • Диффузия в твердых телах
  • Диффузия в жидкостях
  • Диффузия в газах
  • Примеры диффузии в окружающем мире
  • Диффузия, видео
  • Что такое диффузия?

    Само слово «диффузия» латинского происхождения – «diffusio» в переводе с латыни означает «распространение, рассеивание». В физике под диффузией подразумевается процесс взаимопроникновения микрочастиц при соприкосновении разных материалов.

    Академическое определение того, что такое диффузия, звучит следующим образом: «Диффузия – это взаимное проникновение молекул одного вещества в межмолекулярные промежутки другого вещества вследствие их хаотичного движения и столкновения друг с другом».

    Какие свойства диффузии, причины ее возникновения, как проявляется этот процесс в разных веществах, об этом читайте далее.

    Причины диффузии

    Причиной возникновения диффузии является тепловое движение частиц (атомов, молекул, ионов и т. д.).

    Чтобы более детально понять, как работают механизмы диффузии, рассмотрим это явление на конкретном примере. Если взять перманганат калия (в народе более известен как марганцовка) (KMnO4) и растворить в воде (H2O), то марганцовка в результате диссоциации распадется на K+ и MnO4-. Также важно заметить что молекула воды поляризирована и существует в виде сцепленных ионов H+ — OH-.

    Из-за растворения марганцовки в воде произойдет хаотическое перемещение ионов обоих веществ, вследствие чего сцепленные ионы воды поменяют свой цвет и освободят место для других, еще не реагировавших ионов. Вода поменяет свой окрас и получит специфические свойства. Между водой и марганцовкой совершится диффузия.

    Вот так этот процесс выглядит схематически.

    Причем движимые частицы во время диффузии, всегда распространяются равномерно по всему предоставленному объему. Сам процесс диффузии занимает определенное время.

    Также важно знать, что явление диффузии происходит далеко не со всеми веществами. Например, если воду перемешать не с марганцовкой, а с маслом, то диффузии между ними не будет, так как молекулы масла электрически нейтральны. Образованию какого-то соединения с молекулами воды помешают сильные связи внутри молекулы масла.

    Еще стоит заметить, что скорость диффузии значительно увеличится при увеличении температуры, что вполне логично, ведь с увеличением температуры возрастет скорость движения частиц внутри вещества и как следствие, повышается шанс их проникновения в молекулы другого вещества.

    Формула диффузии

    Процесс диффузии в двухкомпонентной системе записывается при помощи закона Фика, и соответствующего уравнения:

    В этом уравнении J – плотность материала, D – коэффициент диффузии, а ac/dx – градиент концентрации двух веществ.

    Коэффициентом диффузии называют физическую величину, которая численно равна количеству диффундирующего вещества, которое проникает за единицу времени через единицу поверхности, если разность плотностей на двух поверхностях, находящихся на расстоянии равном единице длины, равна единице. Важно заметить, что коэффициент диффузии зависит от температуры.

    Диффузия в твердых телах

    В твердых телах диффузия происходит очень медленно, если вообще происходит. Ведь для твердых тел характерно наличие кристаллической решетки, а все частицы расположены упорядочено.

    Примером диффузии твердых тел может быть золото и свинец. Расположенные на расстояние 1 метра друг от друга, при комнатной температуре в 20 С, эти вещества будут понемногу проникать друг в друга, но будет это все идти очень медленно, подобная диффузия станет заметной не ранее чем через 4-5 лет.

    Диффузия в жидкостях

    Скорость протекания диффузии в жидкостях в разы выше, нежели в твердых телах. Связи между частицами в жидкости гораздо слабее (обычно их энергии хватает максимум на образование капель), и взаимному проникновению частиц в молекулы двух веществ ничто не мешает.

    Правда то, как быстро будет проходить диффузия, зависит от характера и консистенции жидкостей, в более густых растворах она происходит медленнее, ведь чем гуще жидкость, тем более сильные в ней связи между молекулами и тем труднее молекулам и частицам проникать друг в друга. Например, смешивание двух жидких металлов может занять несколько часов, в то время как смешивание воды и марганцовки (из примера выше) осуществляется за минуту.

    Диффузия, видео

    И в завершение образовательное видео по теме нашей статьи.

    Эта статья доступна на английском языке — Diffusion.

    Источник: http://www.poznavayka.org/fizika/diffuziya/

    Диффузия в природе и технике примеры

    Диффузия в природе и технике примеры

    Наблюдение явления диффузии в газах Цель: изучение изменения диффузии газа в воздухе в зависимости от изменения температуры в помещении.

    Приборы и материалы: секундомер, духи, термометр Описание опыта и полученные результаты:я исследовала время распространения запаха духов в кабинете V=120м3 при температуре t=+200.

    Засекалось время от начала распространения запаха в комнате, до получения явной чувствительности у людей, стоящих на расстоянии 10 м. от исследуемого объекта (духи).

    (рис 27-29) Опыт №5 Растворения кусочков гуаши в воде, при неизменной температуре Цель: наблюдение диффузии в твердых телах. Приборы и материалы: три стакана, вода, гуашь трех цветов. Описание опыта и полученные результаты: Взяли три стакана, набрали воды t =250С, бросили одинаковые кусочки гуаши в стаканы. Начали наблюдать за растворением гуаши.

    One more step

    Описание опыта и полученные результаты: (опыт приготовления чая при начальной температуре 20°С и при температуре 100° С в двух стаканах). Взяли два стакана с водой при t=20 °С и t=100 °С. На рисунках показано протекание эксперимента через определенное время от начала: в начале эксперимента — рис.1, через 30 с.

    — рис.2, через 1 мин. — рис.3, через 2 мин. — рис.4, через 5 мин. — рис 5, через 15 мин. — рис.6. Внимание Из этого опыта можно сделать вывод о том, что на скорость протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем выше скорость протекания диффузии (рис 13-17). Те же результаты я получила, когда вместо чая взяла 2 стакана с водой.
    В одном из них была вода комнатной температуры, во втором кипяток. Я опустила в каждый стакан одинаковое количество перманганата калия.

    Какие примеры диффузии в природе и в быту можете привести?

    Материал из ИнтеВики — обучающей площадкой для проведения тренингов программы Intel Перейти к: навигация, поиск Добро пожаловать в ИнтеВики ИнтеВики является обучающей площадкой для проведения тренингов программы Intel «Обучение для будущего» и для проведения учебных проектов выпускниками Программы. ИнтеВики создана для участников тренингов, выпускников и тьюторов программы Intel «Обучение для будущего».

    Текущие события Проектная деятельность в информационной образовательной среде 21 века/Нижний Новгород НГПУ январь 2014 года Учебный Курс «Проектная деятельность в информационно-образовательной среде ХХI века», Ижевск, ноябрь 2013 г.

    Диффузия в быту и природе

    Сосуд 1 накрываем пластиковой картой, переворачиваем вниз горлышком и ставим на сосуд 4. 5. Сосуд 3 накрываем пластиковой картой, переворачиваем вниз горлышком и ставим на сосуд 2.
    6.
    А во втором случае наоборот, внизу горячая, а вверху холодная. И во втором случае молекулы горячей вода начинают стремиться вверх, а молекулы холодной – вниз (рис 41-44).

    Заключение В ходе данной исследовательской работы можно сделать вывод о том, что диффузия играет огромную роль в жизни человека и животных. В ходе данной исследовательской работы можно сделать вывод о том, что продолжительность диффузии зависит от температуры: чем выше температура, тем быстрее протекает диффузия.

    Заглавная страница

    Рассеивающиеся облака – тоже пример диффузии и как точно об этом сказано у Ф.Тютчева: «В небе тают облака…» (рис 3) На принципе диффузии основано перемешивание пресной волы с солёной при впадении рек в моря.

    Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.
    Диффузия играет большую роль в жизни растений и животных.

    Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости и узнают дорогу домой (рис 4) Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу.

    Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчёлы, 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, пьёт воду, получает из почвы различные микродобавки [2].

    Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря диффузии.

    Примеры диффузии в жизни человека и природе

    Я изучила явление диффузии на примере различных веществ. Скорость протекания зависит от рода вещества: в газах она протекает быстрее, чем в жидкостях; в твердых телах диффузия протекает значительно медленнее.Это утверждение можно объяснить так: молекулы газов свободны, находятся на расстояниях много больше размеров молекул, двигаются с большими скоростями.

    Важно Молекулы жидкостей расположены также беспорядочно, как и в газах, но значительно плотнее. Каждая молекула, находясь в окружении соседних молекул, медленно перемещается внутри жидкости.

    Молекулы твердых веществ совершают колебания около положения равновесия. Существует тепловая диффузия. Список используемой литературы

    1. Генденштейн, Л.Э.

      Физика. 7 класс. Часть 1 / Л.Э. Генденштейн, А.Б, Кайдалов. – М: Мнемозина, 2009.-255 с.;

    2. Кириллова, И.Г. Книга для чтения по физике для учащихся 7 классов средней школы / И.Г.

    Реферат: тема: «диффузия в живой и неживой природе»

    Это засушенное растение очень понравилось ни разу не пробовавшим его москвичам, и они его с удовольствием до сих пор употребляют. Узнали его? Конечно же, это чай, который заваривается благодаря явлению диффузии.


    Примеры диффузии в окружающем мире Роль диффузии в окружающем нас мире очень велика. Одним из важнейших примеров диффузии является кровообращение в живых организмах.

    Кислород из воздуха проникает в капилляры крови, расположенные в легких, после этого растворяется в них и разносится по всему организму. В свою очередь углекислый газ диффундирует из капилляров в альвеолы легких.

    Питательные вещества, выделяемые из пищи путем диффузии проникают в клетки. У травянистых видов растений диффузия идет через всю их зеленую поверхность, у более крупных цветущих растений — через листья и стебли, у кустарников и деревьев — через трещины в коре стволов и веток и чечевички.

    Одним из примеров диффузии в жидкостях является очень быстрое растворение солей, спиртов и кислот, за короткое время образующих однородные растворы. Диффузия в твердых телах В твердых телах диффузия протекает труднее всего, при обычной комнатной или уличной температуре она незаметна.

    Во всех современных и старых школьных учебниках в качестве примера диффузии в твердых телах описан опыт со свинцовой и золотой пластинками. Этот эксперимент показал, что только по прошествии более четырех лет в свинец проникло ничтожно малое количество золота, а свинец проник в золото на глубину не более пяти миллиметров.

    Такое различие обусловлено тем, что плотность свинца намного выше плотности золота. Следовательно, скорость и интенсивность диффузии не в последнюю очередь зависит от плотности вещества и скорости хаотичного движения молекул, а скорость, в свою очередь — от температуры.

    Диффузия происходит в жидкостях, твердых телах и газах. Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях, ещё медленнее в твёрдых телах, что обусловлено характером теплового движения частиц в этих средах.

    Траектория движения каждой частицы газа представляет собой ломаную линию, т.к. при столкновениях частицы меняют направление и скорость своего движения. Столетиями рабочие сваривали металлы и получали сталь нагреванием твердого железа в атмосфере углерода, не имея ни малейшего представления о происходящих при этом диффузионных процессах.

    Лишь в 1896г. началось изучение проблемы. Диффузия молекул протекает очень медленно. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным.

    1.2.
    Актуальность: Диффузия доказывает, что тела состоят из молекул, которые находятся в беспорядочном движении; диффузия имеет большое значение в жизни человека, животных и растений, а также в технике. Цель:

    1. доказать, что диффузия зависит от температуры;
    2. рассмотреть примеры диффузии в домашних опытах;
    3. убедиться, что диффузия в разных веществах происходит по-разному.
    4. Рассмотреть тепловую диффузию веществ.

    Задачи исследования:

    1. Изучить научную литературу по теме «Диффузия».
    2. Доказать зависимость скорости диффузии от рода вещества, температуры.
    3. Изучить влияние явления диффузии на окружающую среду и человека.
    1. Описать и спроектировать наиболее интересные опыты по диффузии.

    Методы исследования:

    1. Анализ литературы и материалов интернета.

    Диффузия в природе и быту

    Фотографии сделаны через 1 минуту, 5 минут, 10 минут, 20 минут, растворение закончилось через 4 часа 19 минут (рис 30-34) Опыт №6 Наблюдение явления диффузии в твердых телах Цель: наблюдение диффузии в твердых телах. Приборы и материалы: яблоко, картофель, морковь, раствор «зеленки», пипетка.

    Описание опыта и полученные результаты: Разрезаем яблоко, морковь, картофель «капаем зеленкой» на одну из половинок.

    Наблюдаем, как пятно расплывается по поверхности Разрезаем по месту соприкосновения с зеленкой, чтобы посмотреть насколько глубоко она проникла внутрь (рис 35-37) Как провести опыт, чтобы подтвердить гипотезу о возможности протекания диффузии в твердых телах? Возможно ли перемешивание веществ в таком агрегатном состоянии? Скорей всего, ответ «Да». Но наблюдать диффузию в твердых телах (очень вязких) удобно с использованием густых гелей. Таким является плотный раствор желатина.

    • Без рубрики
    • Новости
    • Статьи

    Источник: http://spravka-z.ru/2019/01/25/diffuziya-v-prirode-i-tehnike-primery/

    Примеры диффузии в быту, в природе, в твердых телах. Примеры диффузии в окружающем мире

    Диффузия в природе и технике примеры

    Видели ли вы когда-нибудь полчища мелких назойливых мошек, беспорядочно роящихся над головой? Иной раз кажется, что они как будто неподвижно висят в воздухе.

    С одной стороны этот рой неподвижен, с другой — насекомые внутри него безостановочно движутся то вправо, то влево, то вверх, то вниз, постоянно сталкиваясь друг с другом и разлетаясь вновь в пределах этого облака, как будто невидимая сила удерживает их вместе.

    Движения молекул носят похожий хаотичный характер, при этом тело сохраняет стабильную форму. Такое движение называется тепловым движением молекул.

    Броуновское движение

    В далеком 1827 году известный британский ботаник Роберт Броун при помощи микроскопа изучал поведение микроскопических частиц цветочной пыльцы в воде. Он обратил внимание на то, что частички постоянно двигались в хаотичном, не поддающемся логическому объяснению порядке, и это беспорядочное движение не зависело ни от движения жидкости, в которой они находились, ни от ее испарения.

    Мельчайшие частички пыльцы описывали сложные, загадочные траектории. Интересно то, что интенсивность такого движения не снижается со временем и не связано с химическими свойствами среды, а только увеличивается, если уменьшается вязкость этой среды или размеры движущихся частиц.

    Кроме этого, большое влияние на скорость движения молекул оказывает температура: чем она выше, тем частицы движутся быстрее.

    Давным-давно люди поняли, что все вещества на свете состоят из мельчайших частиц: ионов, атомов, молекул, и между ними имеются промежутки, и эти частицы постоянно и хаотично движутся.

    Следствием теплового движения молекул является диффузия. Примеры мы можем наблюдать практически везде в повседневной жизни: и в быту, и в живой природе. Это распространение запахов, склеивание различных твердых предметов, перемешивание жидкостей.

    Говоря научным языком, диффузия — это явление проникновения молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого вещества.

    Газы и диффузия

    Самый простой пример диффузии в газах — это довольно быстрое распространение в воздухе запахов (как приятных, так и не очень).

    Диффузия в газах может быть крайне опасной, из-за этого явления молниеносно протекает отравление угарным и другими ядовитыми газами.

    Примеры диффузии в быту

    Мы даже не задумываемся о том, что ежедневно практически на каждом шагу встречаем явление диффузии. Именно поэтому это явление считается одним из самых значительных и интересных в физике.

    Один из простейших примеров диффузии в быту — растворение сахара в чае или кофе. Если в стакан с кипятком поместить кусочек сахара, он через некоторое время исчезнет бесследно, при этом даже объем жидкости практически не изменится.

    Если внимательно осмотреться вокруг, можно найти немало примеров диффузии, облегчающих наш быт:

    • растворение стирального порошка, марганцовки, соли;
    • распыление освежителей воздуха;
    • аэрозоли для горла;
    • вымывание грязи с поверхности белья;
    • смешивание красок художником;
    • замешивание теста;
    • приготовление наваристых бульонов, супов, и подлив, сладких компотов и морсов.

    В 1638 г., вернувшись из Монголии, посол Василий Старков преподнес русскому царю Михаилу Федоровичу в подарок почти 66 кг сушеных листьев, обладающих странным терпковатым ароматом. Это засушенное растение очень понравилось ни разу не пробовавшим его москвичам, и они его с удовольствием до сих пор употребляют. Узнали его? Конечно же, это чай, который заваривается благодаря явлению диффузии.

    Диффузия. Полные уроки — Гипермаркет знаний

    Диффузия в природе и технике примеры

    Гипермаркет знаний>>Физика и астрономия>>Физика 7 класс. Полные уроки>>Физика: Диффузия. Полные уроки

    Тема. Диффузия

    Цели урока:

    • Обучающие: закрепить знания учеников по заданной теме, научить их понимать и описывать поведение молекул вещества в различных агрегатных состояниях, объяснить значение процесса диффузии в природе и жизни человека.

    • Воспитательные: продолжить формирование у учащихся способности к научному мышлению.

    • Образовательные: привить ученикам умение сопоставлять увиденные в природе явления с полученными знаниями о различных физических законах.

    Основные термины:

    Агрегатное состояние вещества – это состояние вещества, которое можно охарактеризовать набором определенных свойств (например, сохранение или неспособность к сохранению объема, формы и т.д.).

    Диффузия – это процесс, заключающийся во взаимном проникновении молекул веществ в промежутки между молекулами в других веществах.

    Молекула – микроскопическая частица вещества, образованная определенным количеством атомов и способная к самостоятельному и стабильному существованию.

    Проверка домашнего задания.

    Дайте короткий ответ на вопросы:

    1. Из чего состоят вещества, окружающие нас?

    2. Опишите состояние, в котором пребывают мельчайшие частицы в веществе?

    3. Что такое броуновское движение?

    4. Что влияет на его скорость?

    Понятие агрегатного состояния вещества.

    Мир, окружающий нас, сложен и изменчив. В то же время, мы способны заметить, что безграничное разнообразие мира – не такое уж и безграничное. Мы часто видим одни и те же вещества в различных состояниях.

    Самый простой пример, на котором я смогу доказать правдивость своих слов – это вода. Ее проще всего увидеть в разных состояниях – это пар, или туман, это лед или снег, это жидкость, бегущая из-под крана в кухне. Какими бы ни были особенности воды в той или иной форме, она всегда остается водой – ее состав не меняется. Это все те же 2 молекулы водорода и 1 молекула кислорода.

    Если и дальше использовать взятый нами пример, то мы можем проследить, что эти 3 состояния воды зависят от определенных внешних условий. Так, вода замерзает при 0 градусов, превращаясь в лед, и вода закипает при 100 градусах, превращаясь в пар. Вот эта фотография наглядно демонстрирует все 3 состояния воды: 

    Рис. 1: 3 агрегатные состояния воды

    Итак, какие же выводы мы можем сделать, хорошенько подумав о приведенном нами примере? Они будут такими:

    Агрегатное состояние вещества – это состояние вещества, которое можно охарактеризовать набором определенных свойств (например, сохранение или неспособность к сохранению объема, формы и т.д.) при определенных условиях.

    Не только вода может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Это присуще всем веществам.

    Иногда к трем вышеперечисленным агрегатным состояниям, добавляют еще и четвертое – плазму. О том, как выглядит плазма, вы пожжете получить представление из следующего рисунка: 

    Рис. 2: плазменная лампа

    но о плазме более подробно вы узнаете на уроках физики и химии в старших классах.

    Процесс диффузии

    Как все мы уже успели узнать, все вещества состоят из мельчайших частичек – ионов, атомов, молекул, которые пребывают в постоянном движении. Именно это движение и становится причиной, по которой возникает процесс диффузии.

    Диффузия – это процесс, заключающийся во взаимном проникновении молекул веществ в промежутки между молекулами в других веществах.

    Давайте более подробно рассмотрим диффузию в различных агрегатных состояниях.

    Диффузия в газах

    Давайте вместе приведем примеры процесса диффузии в газах. Варианты проявления этого явления могут быть таковыми:

    • Распространение запаха цветов;

    • Слезы из-за нарезания лука;

    • Шлейф духов, который можно почувствовать в воздухе.

    Промежутки между частицами в воздухе довольно большие, частицы двигаются хаотично, поэтому диффузия газообразных веществ происходит достаточно быстро.

    Давайте посмотрим видео, демонстрирующее этот процесс:

    Диффузия в жидкостях.

    Частички веществ в жидкостях, а это чаще всего ионы веществ, взаимодействуют между собой достаточно сильно. В то же время, расстояние между ионами достаточно большое, что позволяет частичкам легко смешиваться. 

    На следующей видео картинке видно, как проходит процесс диффузии в жидкостях. Частички краски, попадая на поверхность воды, легко диффундируют, то есть – проникают в воду.

    Рис. 3: частички краски распространяются в воде.

    Этот же процесс, но уже в динамике, вы можете наблюдать на видео на примере растворения кристаллов перманганата калия:

    Диффузия в твердых телах.

    Твердые тела могут иметь различное строение и состоять из молекул, атомов или ионов. В любом случае, вне зависимости от того, из каких микрочастиц состоит тело, взаимодействие этих частиц друг с другом очень сильно.

    Не смотря на то, что они, эти частицы, все же движутся, но эти движения очень незначительны. Промежутки между частицами маленькие, поэтому другим веществам трудно проникнуть между ними.

    Процесс диффузии в твердых телах проходит очень медленно и незаметно для невооруженного глаза. 

    Давайте посмотрим видео об этом:  

    Узнав об особенностях протекания процесса диффузии  в различных агрегатных состояниях, мы увидели, что процесс не одинаково быстр. От чего же зависит скорость диффузии? Один из ответов на этот вопрос у нас уже есть – скорость протекания процесса диффузии зависит от агрегатного состояния вещества.

    Мы с вами также знаем, что частички веществ начинают двигаться быстрее с увеличением температуры. Значит ли это, что и процесс диффузии будет ускоряться при повышении температуры? Ответ очевиден. Для подтверждения давайте просмотрим видео:

    Интенсивность диффундирования одного вещества в другое также зависит и от концентрации этих веществ, и от внешних воздействий (например, если просто капнуть раствор йода в воду и если его еще и перемешать, то скорость приобретения раствором однородного цвета будет разной).

    Выводы

    1. Агрегатное состояние вещества – это состояние вещества, которое можно охарактеризовать набором определенных свойств (например, сохранение или неспособность к сохранению объема, формы и т.д.) при определенных условиях. Не только вода может находиться в трех агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Это присуще всем веществам.

    2. Диффузия – это процесс, заключающийся во взаимном проникновении молекул веществ в промежутки между молекулами в других веществах.

    3. Скорость диффузии зависит от: температуры, концентрации, внешних воздействий, агрегатного состояния вещества.

    Интересно знать, что

    Трудно переоценить процесс диффузии в жизни человека. Например, проникновение кислорода через тончайшую стенку альвеол в капилляры легких осуществляется именно благодаря диффузии.

    Стенки альвеол очень тонкие, с физической точки зрения, альвеолярная стенка – это полупроницаемая мембрана.

    Концентрация кислорода в атмосферном воздухе гораздо выше его концентрации и капиллярной крови, вот потому кислород и поникает сквозь полупроницаемую мембрану – туда, где его меньше. Благодаря диффузии мы дышим.

    Также этот процесс частично обеспечивает проникновение питательных веществ из пищеварительной системы в кровь и действие многих лекарств.

    На рисунке схематически показано, как всасываются питательные вещества в кишечнике человека.

    Рис. 4: тонкий кишечник млекопитающего

    Список литературы

    • Урок на тему: «Диффузия», автор учитель физики Елена Викторовна Изотова, МОУ СОШ № 16, г..Электросталь, Московская обл.

    • Урок на тему: «Диффузия в газах, жидкостях, твердых телах», автор Селезнева А. М., МОУ СОШ №7 г. Боярка, Киевской обл.

    • Перышкин А. В. «Физика 7-й класс», Москва, Дрофа, 2006 г.

    • Родина Н. А., Громов С. В., «Физика», М., Мир, 2002 г.

    Отредактировано и выслано Борисенко И.Н.

    Над уроком работали:

    Изотова Е.В.

    Селезнева А.М.

    Борисенко И.Н.

    Поставить вопрос о современном образовании, выразить идею или решить назревшую проблему Вы можете на Образовательном форуме, где на международном уровне собирается образовательный совет свежей мысли и действия.

    Создав блог, Вы не только повысите свой статус, как компетентного преподавателя, а и сделаете весомый вклад в развитие школы будущего.

    Гильдия Лидеров Образования открывает двери для специалистов  высшего ранга и приглашает к сотрудничеству в направлении создания лучших в мире школ.

    Источник: http://edufuture.biz/index.php?title=%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%B8%D1%8F._%D0%9F%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D1%83%D1%80%D0%BE%D0%BA%D0%B8

    ПравоЗащита
    Добавить комментарий