Диффузия
Содержание
Моделью вещества, состоящего из постоянно движущихся молекул, объясняются некоторые физические явления. К примеру, диффузия — проникновение молекул одного вещества в молекулы другого. Рассмотрим данное явление подробнее.
Начнем с газообразных тел. Представьте, что вы сидите за уроками в своей комнате и вдруг почувствовали вкусный запах с кухни. Почему это произошло? Блюдо, которое готовится к обеду, состоит из большого числа молекул, которые все время движутся и сталкиваются: мясо, масло, специи.
При нагревании отдельные молекулы отделились от остальных, смешавшись с молекулами воздуха и стали перемещаться по квартире. Это явление уже упоминавшейся диффузии — взаимное проникновение молекул разных веществ.
Диффузия может происходить в жидкостях и даже в твердых телах, но только значительно медленнее.
Другой вопрос: почему же запахи не доносятся до нас мгновенно? Мы уже упоминали о беспрерывном и хаотичном движении молекул воздуха. таким образом, молекулы постоянно сталкиваются, меняют свое направление, и беспорядочно перемещаясь, разлетаются по помещению.
Рассмотрим опыт, который покажет нам, что молекулы, из которых состоят тела, находятся в беспорядочном движении и в жидких телах (рисунок 12).
Рисунок 12. Иллюстрация опыта с водой и медным купоросом.
Для начала нальем в стакан раствор медного купороса темно-голубого цвета (часто используется как бытовой антисептик). Затем аккуратно нальем в этот же стакан воды.
Вначале между жидкостями будет видна резкая граница, но со временем она будет размываться. Через 2-3 недели граница исчезнет совсем: процесс диффузии завершится.
Если рассмотреть данный процесс на молекулярном уровне (рисунок 13), то прекрасно видно, что молекулы воды и медного купороса на границе раздела этих двух жидкостей начинают меняться местами, а со временем жидкость в стакане и вовсе станет однородной.
Рисунок 13. Диффузия в жидкостях (раствор медного купороса и вода).
Рисунок 14. Диффузия в твердых телах (золото и свинец).
Диффузия — это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого
Как мы уже говорили, явление диффузии объясняется непрерывным хаотичным движением молекул, в процессе которого молекулы одного вещества проникают в межмолекулярные промежутки другого.
Процесс диффузии напрямую зависит от температуры, т.к. с увеличением температуры увеличивается скорость движения молекул.
Процесс диффузии окружает нас как в повседневной жизни, так и в природе. Зачем мы завариваем чай в кипятке, ведь потом нужно ждать, пока он остынет? Почему не разогреть воду только до комфортной температуры?
Ответ — чтобы ускорить процесс диффузии. В кипятке диффузия между молекулами чая, сахара и воды будет происходить намного быстрее, и чай заварится быстрее и лучше.
В промышленности диффузия широко используется в технике при сварке деталей, склеивании. В природе благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха рядом с поверхностью Земли, а диффузия солей в почве позволяет растениям получать нормальное питание.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах
Описание презентации по отдельным слайдам:
Выполнила учитель физики МСОШ №20 Республика Башкортостан г. Стерлитамак Громова Ю.В. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Цель урока: знакомство с физическим содержанием диффузии
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. План урока Организационный момент Проверка домашнего задания Изучение нового материала Закрепление
Повторение Из чего состоят вещества? Какие опыты подтверждают, что вещества состоят из мельчайших частиц? Как меняется объем тела при изменении расстояния между частицами? Что такое молекула? Что вы знаете о размерах молекул? Из каких частиц состоит молекула воды?
Процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, в следствии хаотичного движения называется ДИФФУЗИЕЙ Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. В твердых телах тоже происходит диффузия, только очень медленно.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Как можно ускорить процесс диффузии? Почему в газах диффузия происходит быстрее, чем в жидкостях, а в жидкостях быстрее, чем в твердых телах? С чем это связано? Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в технике На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной сварки без применения припоев, электродов и флюсов соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы, пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов.
Отрицательные примеры диффузии
I вариант Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооруженным глазом. II вариант Объем тела при нагревании уменьшается ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет»
ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет» I вариант Пленка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять любую площадь. II вариант При сжатии газа уменьшается размер молекул.
ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет» I вариант Молекулы воды точно такие же, как молекулы льда. II вариант Молекулы водяного пара отличаются от молекул воды.
ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет» I вариант Атомы состоят из молекул II вариант Газом из двухлитрового сосуда можно заполнить четырехлитровый сосуд
§§ 9 читать Вопросы стр.22 Лукашик №№ 67,68,69 Домашняя работа
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс повышения квалификации
Педагогическая деятельность в контексте профессионального стандарта педагога и ФГОС
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Номер материала: ДВ-523692
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
В России утвердили новый порядок формирования федерального перечня учебников
Время чтения: 1 минута
Итоговое сочинение успешно написали более 97% выпускников школ
Время чтения: 2 минуты
Учителя о ЕГЭ: секреты успешной подготовки
Время чтения: 11 минут
В Минпросвещения рассказали о формате обучения школьников после праздников
Время чтения: 1 минута
В Думу внесли законопроект об обязательном образовании для находящихся в СИЗО подростков
Время чтения: 2 минуты
Ученые изучили проблемы родителей, чьи дети учатся в госпитальных школах
Время чтения: 5 минут
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Диффузия
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.
«Диффузия в жидкостях»
(учебник «Физика. 7 класс» А.В. Перышкин, Дрофа, 2012. Параграф 10, «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах», рис. 24, задание после параграфа № 2.)
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
«Сцепление свинцовых цилиндров»
(учебник «Физика. 7 класс» А.В. Перышкин, Дрофа, 2012. Параграф 11, «Взаимное притяжение и отталкивание молекул», рис. 26.)
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.
«Зависимость диффузии от температуры»
(учебник «Физика. 7 класс» А.В. Перышкин, Дрофа, 2012. Параграф 10, «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах», задание после параграфа № 1.)
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
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.
В сказках диффузия помогает героям. Отрывок из ассирийской сказки «Царь Зимаз»: «Был у царя умный советник Аяз, которого он очень уважал. Как обычно бывает в таких случаях, у Аяза были враги, которые его оклеветали перед царем, и тот, послушав их, заключил его в тюрьму. Когда к Аязу пришла жена, он велел ей поймать большого муравья, привязать к его лапке крепкую нитку длиной сорок метров, к свободному концу её привязать верёвку такой же длину и пустить муравья по наружной стене тюрьмы в указанном месте. Как сказал Аяз, так жена и сделала. Сам же Аяз накрошил на окно камеры сахара и муравей по запаху сахара добрался до камеры, где сидел Аяз».
А пословицы – это сплошная диффузия:
«Как муравьи находят путь домой?»
Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости, они прижимаются брюшком к земле и передают ей свой запах. Некоторые муравьи не всегда бегут точно по намеченному пути, а сбоку от трассы, потому что запах достаточно силен. Потеряв след, они кругами вновь находят «дорогу» и спешат по ней. Муравьиные трассы бывают длиной несколько метров.
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.
Диффузия: определение и примеры в окружающем мире
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
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:
Это интересно: 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:
Скорее всего, у читателя сейчас возникнут следующие вопросы:
Ответы на них можно узнать ниже.
Это интересно: 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:
Как протекает диффузия в жидкостях
Диффузия в жидкостях протекает медленнее. Она может длиться от нескольких минут до нескольких часов.
Самый яркие примеры из жизни:
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.
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:
Проявление диффузии в природе:
Проявление этого процесса в промышленности:
Эти процессы происходят в различных областях промышленности:
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!
Все за сегодня
Политика
Экономика
Наука
Война и ВПК
Общество
ИноБлоги
Подкасты
Мультимедиа
Общество
Eat This, Nor That: сладкая газировка ускоряет процесс старения организма
С незапамятных времен люди пытались найти пресловутый источник вечной молодости, и сегодня стремление к омоложению и к более долгой здоровой жизни остается одной из главных целей множества людей.
Хотя антивозрастные кремы и приборы для борьбы с внешними признаками старения, пищевые добавки, которые обещают вам долголетие, и диеты, якобы способные повернуть время вспять, вероятно, помогают вам выглядеть и чувствовать себя моложе, есть более простой способ замедлить процесс старения. Данные исследований показывают, что существует напиток, который может заставить вас стареть быстрее. Исключив его из своего рациона, вы можете остановить процесс преждевременного старения.
Самый вредный напиток, ускоряющий старение
Научные данные указывают на то, что, если говорить о старении, то самым вредным напитком является сладкая газировка.
Согласно результатам исследования 2014 года, опубликованным в журнале American Journal of Public Health, напитки с добавленным сахаром могут вызывать преждевременное старение на клеточном уровне.
В рамках своего исследования ученые из Калифорнийского университета в Сан-Франциско проанализировали данные 5309 взрослых американцев в возрасте от 20 до 65 лет, в анамнезе которых не было сердечно-сосудистых заболеваний. Данные этих людей были собраны в процессе реализации американской национальной программы National Health and Nutrition Examination Surveys, проводившейся с целью оценки состояния здоровья и питания американцев с 1999 по 2002 год.
Ученые обнаружили, что у людей, которые регулярно употребляли напитки с добавленным сахаром, в белых кровяных тельцах более короткие теломеры — концевые участки хромосом ДНК. Ученые связывают укороченные теломеры в белых кровяных тельцах с уменьшением продолжительности жизни и увеличением риска хронических заболеваний.
«Регулярное употребление газированных напитков с добавленным сахаром может оказывать воздействие на развитие заболеваний — не только создавая ненужную нагрузку на механизмы метаболического контроля сахаров, но и ускоряя процесс клеточного старения тканей», — объяснила ведущий автор исследования Элисса Эпел (Elissa Epel), профессор психиатрии в Калифорнийском университете.
Контекст
Eat This, Not That!: этот напиток убьет вашу иммунную систему
Daily Express: всего полчашки этого популярного напитка резко повышает давление
Daily Express: этот красноватый напиток моментально снижает уровень сахара в крови
Хотя ученые подчеркивают, что их выводы указывают на связь, а вовсе не причинно-следственную зависимость, долгосрочные последствия употребления сладкой газировки вполне очевидны. «Если ежедневно употреблять стандартную порцию в 500 миллилитров газировки с добавленным сахаром, это ускорит процесс старения на 4,6 года», — пояснили авторы исследования, отметив, что при таком режиме употребления газировки теломеры укорачиваются так же, как при курении.
Это не единственное исследование, связавшее употребление газировки с добавленным сахаром с более быстрым старением. Анализ данных, результаты которого были опубликованы в 2021 году в журнале Current Nutrition Reports, показал, что употребление сладкой газировки связано с изменениями в составе кишечной флоры, воспалительными процессами в организме и развитием окислительного стресса — все эти процессы провоцируют преждевременное старение. Авторы исследования дают очень простой совет, который позволит уменьшить вредное воздействие: сделайте выбор в пользу более полезных напитков.
Поэтому, когда вам в следующий раз захочется выпить чего-нибудь шипучего, вспомните о газированной минеральной воде. Ваш организм будет вам очень благодарен.
Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.
Все комментарии
RocK616
в ответ ( Показать комментарий Скрыть комментарий)
Популярное
Eat This, Nor That: этот вкусный напиток моментально вас состарит
Al Arabiya: эти симптомы — первые признаки диабета. Но болезнь еще можно предотвратить
Parlamentní listy: не дразните загнанного в угол русского медведя
Главред: Москва проиграла борьбу за «русский мир»
The Independent: какой будет Россия через 30 лет
Аргентинский историк: западные товары разрушили СССР (Página 12)
Главред: Москва проиграла борьбу за «русский мир»
Parlamentní listy: не дразните загнанного в угол русского медведя
При полном или частичном использовании материалов ссылка на ИноСМИ.Ru обязательна (в интернете — гиперссылка).
Использование переводов в коммерческих целях запрещено
Ошибка
Произошла ошибка. Пожалуйста, повторите попытку позже.
Факт регистрации пользователя на сайтах РИА Новости обозначает его согласие с данными правилами.
Пользователь обязуется своими действиями не нарушать действующее законодательство Российской Федерации.
Пользователь обязуется высказываться уважительно по отношению к другим участникам дискуссии, читателям и лицам, фигурирующим в материалах.
Публикуются комментарии только на русском языке.
Комментарии пользователей размещаются без предварительного редактирования.
Комментарий пользователя может быть подвергнут редактированию или заблокирован в процессе размещения, если он:
В случае трехкратного нарушения правил комментирования пользователи будут переводиться в группу предварительного редактирования сроком на одну неделю.
При многократном нарушении правил комментирования возможность пользователя оставлять комментарии может быть заблокирована.
Пожалуйста, пишите грамотно – комментарии, в которых проявляется неуважение к русскому языку, намеренное пренебрежение его правилами и нормами, могут блокироваться вне зависимости от содержания.
