§ 10. Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах
Всем хорошо известно, что если в комнату внести какое-либо пахучее вещество, например духи или кофе, то запах вскоре будет чувствоваться во всей комнате. Распространение запахов происходит из-за того, что молекулы духов (или кофе) движутся. Они на своём пути сталкиваются с молекулами газов, которые входят в состав воздуха. Молекулы постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по комнате. Распространение запаха является доказательством непрерывного и беспорядочного движения молекул.
Проделаем опыт, который можно объяснить только тем, что тела состоят из молекул, находящихся в непрерывном движении.
Нальём в мензурку (или стакан) раствор медного купороса, имеющего тёмно-голубой цвет. Сверху осторожно добавим чистой воды (рис. 23).
Вначале между водой и медным купоросом будет видна резкая граница, которая через несколько дней станет слегка размытой. Граница, отделяющая одну жидкость от другой, исчезнет через 2—3 недели. В сосуде образуется однородная жидкость бледно-голубого цвета. Это значит, что жидкости перемешались.
Наблюдаемое явление объясняется тем, что молекулы воды и медного купороса, которые расположены возле границы раздела этих жидкостей, поменялись местами (рис. 24). Граница раздела стала расплывчатой. Молекулы медного купороса оказались в нижнем слое воды, а молекулы воды переместились в верхний слой медного купороса.
В твёрдых телах также происходит диффузия, но только ещё медленнее.
Например, очень гладко отшлифованные пластинки свинца и золота кладут одна на другую и ставят на них некоторый груз. При комнатной температуре (20 °С) за 4—5 лет золото и свинец взаимно проникают друг в друга на расстояние около 1 мм (рис. 25). В приведённых опытах мы наблюдаем взаимное проникновение молекул веществ, т. е. диффузию.
Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Это происходит потому, что с повышением температуры увеличивается скорость движения молекул.
Явление диффузии играет большую роль в природе. Так, например, благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.
Вопросы
1 Что такое диффузия?
2. Как протекает диффузия в жидкостях? Опишите опыт.
3. Приведите примеры диффузии в окружающем мире.
4. Воду в некоторых случаях очищают путём озонирования, т. е. насыщением её озоном. На каком явлении основан этот метод очистки?
Задание
1. Налейте в один стакан холодной воды, в другой — тёплой. Опустите в каждый из них несколько кристалликов марганцовки. Объясните наблюдаемое явление.
2. Пользуясь рисунком 24, объясните процесс протекания диффузии в жидкостях.
3. Если у вас дома имеется комнатное растение, проведите его подкормку путём опрыскивания кроны питательным раствором. Пронаблюдайте, как будет развиваться растение. Объясните, на каком явлении основан такой способ подкормки.
4. Налейте в стакан воды и поставьте его в кастрюлю с тёплой водой на плиту, поддерживая температуру 50—60 °С. Насыпьте в стакан соль и размешайте, после того как соль растворится, досыпьте её вновь. И так до тех пор, пока не получите насыщенный раствор (т. е. соль не будет растворяться). Теперь раствор перелейте в другую ёмкость, чтобы избавиться от излишков соли на дне. Возьмите самый крупный кристаллик соли, подвесьте его на ниточку и опустите в соляной раствор. Через несколько дней вы увидите, как кристаллик начнёт увеличиваться в размере. На каком явлении основан рост кристаллика?
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах
Урок 4. Физика 7 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах»
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах
Один опыт я ценю выше тысячи мнений, рождённых воображением
Михаил Васильевич Ломоносов
В данной теме продолжается ознакомление с первоначальными сведениями о строении вещества.
Молекулы – мельчайшие частицы вещества. Эти частицы настолько малы, что мы не в состоянии увидеть их невооруженным глазом, поэтому, все тела кажутся сплошными. Однако было доказано с помощью опытов, что тела состоят из малых частиц. Как оказалось, молекулы не стоят на месте, а постоянно находятся в беспорядочном движении. Возникает вопрос: как это частички вещества могут находиться в непрерывном движении, если, например, стол сохраняет свою форму, и никакого движения не происходит? Стакан, чайник, карандаш – да любое твердое тело сохраняет свою форму неизменной. Как же может быть, что молекулы внутри этих тел двигаются? Это подтверждается наблюдениями и опытами. Впервые такое предположение было высказано Робертом Броуном в 1827 г.
Как-то раз он разглядывал в капле воды под микроскопом споры растений. Внезапно Броун увидел, что мельчайшие твердые крупинки, которые едва можно было разглядеть в капле воды, непрерывно дрожат и передвигаются с места на место. Он установил, что эти движения, никак не связаны ни с потоками в жидкости, ни с ее постепенным испарением, а присущи самим частичкам. Если проследить за одной частицей, то можно убедиться, что её движение совершенно хаотично и её траекторию невозможно предугадать. Частицы, двигающиеся таким образом, стали называть броуновскими, да и само движение было названо броуновским.
Происходит это вот из-за чего: молекулы, беспорядочно двигаясь, постоянно ударяют по броуновским частицам. Это приводит к тому, что частица постоянно смещается в разные стороны. При увеличении температуры молекулы начинают двигаться быстрее, соответственно, чаще ударяя броуновскую частицу, в результате чего эта частица тоже начинает двигаться быстрее. Самих молекул не видно при использовании обычного микроскопа, поэтому создается впечатление, будто бы броуновские частицы движутся сами по себе. Понять это можно вот каким способом: если представить, что дети играют в огромный мяч, который толкают друг другу. Стороннему наблюдателю, находящемуся на большом расстоянии будет казаться, что мяч двигается сам по себе, поскольку издалека детей видно не будет. Точно также и молекулы ударяют по броуновским частицам, заставляя их хаотически двигаться.
Именно тем, что молекулы постоянно находятся в движении, объясняется такое явление, как диффузия. Рассмотрим примеры диффузии. Например, это распространение запахов. Если открыть духи, то почти сразу можно почувствовать приятный запах. Также, если распылить какую-то едкую жидкость, немедленно можно почувствовать неприятный запах.
Каким же образом это происходит? Молекулы того или иного газа находятся в беспорядочном движении, как и молекулы воздуха. Постепенно они начинают перемешиваться, то есть, молекулы данного газа проникают в пространство между молекулами воздуха, и наоборот. Таким образом, через некоторое время часть молекул попадает в нос человеку, и он чувствует запах. Опираясь на бытовой опыт можно сделать вывод, что диффузия в газах происходит довольно быстро.
Тогда возникает вопрос: может ли диффузия происходить в жидкостях? Несомненно. В предыдущей теме был проведен опыт по окрашиванию воды. Каким образом вода окрасилась? Когда краска попала в воду, молекулы краски начали проникать в пространство между молекулами воды, и наоборот. В итоге, вода равномерно окрасилась. Можно отметить, что подобные явления окружают нас каждый день. Например, явлением диффузии является заварка чая или кофе.
Когда чай или кофе заливается кипятком, вода постепенно окрашивается. Важно отметить, что если вода недостаточно горячая, то и чай, и кофе будут плохо завариваться, значительно медленнее, чем обычно. Из этого следует вывод: повышение температуры способствует ускорению диффузии. И наоборот, понижение температуры замедляет диффузию.
Вопрос: в твердых телах может происходить диффузия? Припаркованная машина может стоять на асфальте, но при этом не перемешиваются же её шины с дорожным покрытием. Люди ходят в одежде, сидят на стуле и так далее, но никакого перемешивания не происходит. Не надо спешить с выводами. Дело в том, что диффузия в твердых телах проходит очень медленно, поэтому ссылаться на повседневный опыт не стоит. Тем не менее, существует ряд успешных экспериментов, подтверждающих, что диффузия проходит и в твердых телах. Например, если очень хорошо отполировать пластины свинца и золота и приложить их друг к другу, хорошенько придавив, то процесс диффузии будет происходить. Для того, чтобы свинец проник в золото всего на один миллиметр, понадобиться приблизительно 5 лет.
Другим примером является похожий эксперимент, который был проведен Уильямом Робертсом-Остином – английским металлургом XIX века.
Упражнение 1. Определите, что из перечисленных примеров является примером диффузии.
На рисунках представлено три процесса: переливание жидкости из одного сосуда в другой, нагревание жидкости и растворение кусочка сахара в чае. В каких случаях можно говорить о диффузии? Диффузия – это явление самопроизвольного взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого. Когда жидкость переливается из одной емкости в другую, то происходит простое разделение вещества, не перемешивая его молекулы с какими-то другими молекулами. Поэтому, первый случай не является примером диффузии. Нагревание жидкости – это тоже не пример диффузии. Несомненно, диффузия ускоряется с повышением температуры. Но здесь речь идет только об одной жидкости, а диффузия, по смыслу, может происходить только при участии двух и более веществ. В третьем примере, конечно, имеет место диффузия, ведь, молекулы сахара проникли в пространство между молекулами воды, таким образом, образовав раствор.
Упражнение 2. Определите, в каком случае диффузия будет происходить быстрее всего.
На рисунке изображены три разные ситуации. В каком случае диффузия произойдет быстрее? На рисунках представлен пример диффузии твердых тел и два примера диффузии жидкостей. В твердых телах диффузия происходит гораздо дольше, чем в жидкостях и, тем более, газах. Поэтому, с уверенностью можно говорить, что в первом случае диффузия будет происходить медленнее всего. В двух других случаях представлены примеры диффузии воды и масла. В одном из случаев, речь идет о воде комнатной температуры, а в другом – о кипящей воде. Поскольку более высокая температура способствует ускорению диффузии, можно сказать, что во втором случае диффузия будет происходить быстрее всего.
– Броуновское движение – это явление беспорядочного движения молекул.
– Диффузия – это явление, при котором происходит самопроизвольное взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещества.
– Диффузия довольно быстро протекает в газах и немного медленнее в жидкостях.
– В твердых телах диффузия протекает очень медленно.
– Диффузия происходит быстрее при более высокой температуре.
Что такое диффузия как протекает диффузия в жидкостях 7 класс
ДИФФУЗИЯ В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Что такое диффузия? Как она происходит? Какое влияние оказывает на окружающую среду? Все эти вопросы возникли у меня в голове, когда в первый раз услышала об этом явлении на одном из уроков физики. Я узнала, что именно диффузия является причиной распространения запахов и смешивания жидкостей. Решила расширить знания о диффузии и исследовать проблему: если диффузия происходит в жидкостях, то почему плохо смешиваются некоторые жидкости?
Поэтому темой моей исследовательской работы является «Диффузия в жидкостях и газах».
Диффузия одно из самых значимых явлений в физике. Исследование диффузии помогает лучше понять явления, с которыми мы сталкиваемся каждый день, оценить роль диффузии в природе и жизнедеятельности человека.
Предмет исследования – механизм процесса диффузии в жидкостях и газах.
Цель: Исследование условий протекания диффузии в жидкостях и газах.
Проблема и цель исследования предполагают решение следующих задач:
Выяснить от чего зависит скорость диффузии, причину плохого смешивания некоторых жидкостей.
Провести опыты, демонстрирующие явление диффузии в природе и объяснить результаты.
Изготовить буклеты «Диффузия в жидкостях и газах», «Диффузия вокруг нас».
Изучение, анализ и синтез литературных и других информационных источников.
Проведение экспериментов, анализ результатов.
Глава 1. Понятие диффузии. Механизм процесса диффузии
Диффузия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, вследствие хаотического движения и столкновения друг с другом, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.
Явление диффузии можно объяснить лишь в том случае, если считать, что:
• все вещества состоят из частиц (молекул, атомов, ионов);
• между частицами имеются промежутки;
• частицы вещества находятся в постоянном, хаотическом движении.
Диффузия протекает так. Сначала между двумя телами чётко видна граница раздела двух сред. Затем, вследствие своего движения отдельные частицы веществ, находящиеся около границы, обмениваются местами. Граница между веществами расплывается.
Проникнув между частицами другого вещества, частицы первого начинают обмениваться местами с частицами второго, находящимися во всё более глубоких слоях. Граница раздела веществ становится ещё более расплывчатой. Благодаря непрерывному и беспорядочному движению частиц этот процесс приводит к тому, что раствор в сосуде становится однородным. Это явление имеет место в газах, жидкостях и твёрдых телах.
От чего зависит скорость протекания диффузии?
Скорость диффузии зависит от температуры. При повышении температуры процесс взаимного проникновения веществ ускоряется. Это связано с тем, что при нагревании возрастает общая скорость движения молекул. В теле с более высокой температурой молекулы движутся быстрее, а значит и быстрее протекает диффузия. Скорость диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии находятся соприкасающиеся тела – в твердом, жидком или газообразном. Диффузия в газах происходит быстро (минуты), в жидкостях происходит медленнее (минуты-часы), в твёрдых телах происходит очень долго (годы).
Глава 2. Экспериментальная часть
Опыт №1. «Диффузия в холодной и горячей воде»
Цель: изучить влияние температуры воды на скорость протекания диффузии.
Оборудование: кофе растворимый, 2 прозрачные кружки, 2 чайные ложки, горячая и холодная вода.
Наливаем в первый стакан холодную воду. Во второй стакан наливаем горячую воду. Берём две чайные ложки кофе и одновременно высыпаем в кружки с горячей и холодной водой. Наблюдаем за результатом. В холодной воде диффузия происходит за 38 секунд. В горячей воде диффузия происходит за 13 секунд.
Фото 1. Диффузия в холодной и горячей воде
Опыт №2. «Диффузия жидкости в жидкостях: молоко, масло, вода»
В жизни, мы достаточно часто сталкиваемся с явлением плохого смешивания жидкостей. Интересно почему так происходит? Проведём опыт.
Цель: выяснить причину плохого смешивания некоторых жидкостей.
1) Диффузия растительного масла и воды комнатной температуры.
Оборудование: растительное масло, вода, молоко, прозрачная кружка, чайная ложка.
В кружку наливаем растительное масло, затем добавляем воды и наблюдаем.
Фото 2. Диффузия растительного масла и воды
Масло не смешивается с водой, а всплывает на поверхность.
Теперь проделаем опыт в обратном порядке. Сначала нальём воды и затем добавим растительного масла.
Фото 3. Диффузия воды и растительного масла
Так как плотность воды (1000 кг/м 3 )больше плотности масла (930 кг/м 3 ), масло не смешивается с водой, а всплывает на поверхность.
2) Диффузия молока и растительного масла
В кружку наливаем молоко, затем добавляем растительное масло и наблюдаем. Масло остаётся на поверхности.
Теперь проделаем опыт в обратном порядке. К растительному маслу добавим молоко. Через небольшой промежуток времени масло всплывает на поверхность молока.
Фото 4. Диффузия растительного масла и молока
Плотность масла меньше плотности молока, поэтому масло остаётся на поверхности.
3) Диффузия воды и молока
Берём кружку и наливаем в неё молоко, затем добавляем воды и наблюдаем.
Фото 5. Диффузия воды и молока
Плотность воды и молока практически равны, поэтому диффузия между ними происходит быстро. Диффузия между молоком и водой произошла за 3 секунды.
Почему это происходит?
Опыт №3. «Диффузия в газах»
Гипотеза: Существует связь между явлением диффузии и загрязнением атмосферы.
Оборудование: приборы: секундомер, рулетка, баллон с освежителем воздуха.
Вывод: Диффузия в газах происходит быстро. Поэтому диффузия способствует распространению в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий. Это ведет к загрязнению окружающей среды (воздуха, воды, почвы).
Глава 3. Вред и польза диффузии газа и жидкости
3.1. Вредное воздействие диффузии:
Основные источники загрязнения окружающей среды (воздуха, воды, почвы):
Полигоны и свалки промышленных и бытовых отходов.
1) Диффузия в промышленности
Промышленные предприятия приносят пользу экономике многих стран, а вот экологии наносят вред. На сегодняшний день негативное влияние на окружающую среду наносят производства следующих сфер:
В результате работы этих объектов в атмосферу выделяется углекислый и сернистые газы, зола и ядовитые газы. Эти элементы, прежде всего, загрязняют атмосферу с помощью диффузии, а также почву и воду, влияют на флору и фауну.
2) Загрязнение химическими производствами
Химические предприятия, исходя из названия, наносят прямой урон окружающей среде. В процессе работы используется каучук, различные кислоты, красители, полимеры и другие вещества. Они выделяют вредные элементы, которые выделяются в атмосферу и смываются водой. Во время производства некоторых химических средств и материалов используются ресурсы не только синтетического характера, но и природные. При взаимодействии сырье натурального характера загрязняется другими веществами.
В выбросах химических и нефтехимических предприятий содержатся оксиды азота, углекислый газ, двуокись серы, различные газы.
Рис. 6. Содержащиеся в сточных водах вредные вещества, загрязняют водоемы
Рис. 7. Свалки наносят ущерб экологии
3) Загрязнение металлургическими предприятиями
Эксперты считают, что среди всех предприятий больше всего загрязнений происходит от заводов черной и цветной металлургии. В результате их деятельности в воздух поступают выбросы вредных веществ. В водоемы металлургические предприятия сбрасывают большое количество сточных вод.
Рис. 8. Выбросы в воздух вредных веществ
Рис. 9. Последствия загрязнения окружающей среды
3.2. Источники загрязнений в нашем городе:
Явления диффузии способствует загрязнению окружающей среды (атмосферы, водоемов, почвы) нашего города и его окрестностей.
К источникам загрязнения окружающей среды в нашем городе можно отнести промышленные предприятия, автомобильный транспорт, котельные, работающие на каменном угле, полигоны и свалки промышленных и бытовых отходов, несанкционированные свалки, очистные сооружения.
1) Промышленные предприятия
С советских времен в нашем городе действовали предприятия оборонного комплекса страны: механический завод (РМЗ), химический завод (РХЗ) и завод «Режникель».
В мае 2004 года ликвидирован химический завод (РХЗ). С середины апреля 2012 г. прекратил свою работу механический завод (РМЗ). Это способствовало значительному улучшению экологической обстановки, уменьшению вредных выбросов в атмосферу.
До января 2017 года действовал ЗАО «ПО Режникель» последний из градообразующих и самых больших предприятий города. Завод располагался в центре города. Теперь, когда его закрыли, выбросов в атмосферу стало намного меньше.
Фото11. Режевской никелевый завод
2) Автомобильный транспорт
Но за последние годы резко увеличилось количество автомобильного транспорта. Выхлопные газы негативно влияют на окружающую среду, на здоровье человека. В состав выхлопных газов входят токсичные вещества оксид углерода, углеводороды, альдегиды, диоксид серы, сажа, бензапирен.
Рис. 12. Выхлопы автомобилей
3.3. Польза явления диффузии:
1) 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.
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.
2) Диффузия обеспечивает безопасность. Горючий природный газ, которым мы пользуемся дома для приготовления пищи, не имеет ни цвета, ни запаха. Поэтому трудно было бы сразу заметить утечку газа. А при утечке за счет диффузии газ распространяется по всему помещению. Между тем при определенном соотношении газа с воздухом в закрытом помещении образуется смесь, которая может взорваться, например, от зажженной спички. Может вызвать и отравление.
Чтобы сделать поступление газа в помещение заметным, на распределительных станциях горючий газ предварительно смешивают с особыми веществами, обладающими резким неприятным запахом, который легко ощущается человеком даже при весьма малой концентрации. Такая мера предосторожности позволяет быстро заметить запах газа в помещении, если образовалась утечка.
3) Благодаря диффузии деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ. Корни растений захватывают необходимые для растения вещества из почвенных вод благодаря диффузионному потоку внутрь корней. На явлении диффузии основаны многие физиологические процессы, происходящие в организме человека: такие как дыхание, всасывание питательных веществ в кишечнике и др. Диффузия находит широкое применение в различных сферах деятельности человека. На этом явлении основана, например, диффузионная сварка металлов, никелирование. Результатом диффузии может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. На явлении диффузии основаны соление овощей, варка варения, получение компотов и многое другое. В общем, диффузия имеет большое значение в природе и жизнедеятельности человека.
4) Если внимательно осмотреться вокруг, можно найти немало примеров диффузии, облегчающих наш быт:
растворение стирального порошка,
распыление освежителей воздуха;
аэрозоли для горла;
смешивание красок художником;
приготовление наваристых бульонов, супов, и подлив, сладких компотов и морсов.
Глава 4. Как бороться с загрязнениями?
Совершенствование конструкции двигателя автомобиля, установка катализаторов, внедрение новых видов топлива.
Создание экологически «чистых» видов транспорта.
Посадка зеленых насаждений вдоль дорог.
Использование альтернативных источников энергии.
Очистка выбросов от вредных примесей с помощью пылеуловителей и фильтров.
Установка на всех предприятиях, выбрасывающих опасные вещества в атмосферу и водоемы, многоступенчатые системы очистки.
Переработка отходов. Подобный метод является эффективным методом рационального использования отходов. Утилизировать отходы только на специализированных заводах.
Диффузионные процессы могут оказывать не только положительное, но и негативное влияние на жизнедеятельность растений, животных и человека.
Среди всех предприятий больше всего загрязнений происходит от заводов черной и цветной металлургии. В результате их деятельности в воздух поступают выбросы вредных веществ. В водоемы металлургические предприятия сбрасывают большое количество сточных вод.
Проведя исследовательскую работу «Диффузия в жидкостях и газах», я задумалась над вопросами загрязнения атмосферы, рек и водоемов, полей и лесов. Экспериментально подтвердила гипотезу о существовании связи между явлением диффузии и загрязнением атмосферы.
Диффузия в газах происходит быстро. Поэтому способствует распространению в атмосфере вредных веществ, содержащихся в выбросах промышленных предприятий. Это ведет к загрязнению окружающей среды (воздуха, воды, почвы).
При проведении исследования я не только изучила литературу о вреде и пользе диффузии газа и жидкости, но и определила основные источники загрязнения окружающей среды в нашем городе. К ним можно отнести промышленные предприятия, автомобильный транспорт, котельные, работающие на каменном угле, полигоны и свалки промышленных и бытовых отходов, несанкционированные свалки, очистные сооружения.
С результатами исследования ознакомила учащихся школы во время проведения недели наук.
По результатам анализа собранной информации изготовила буклеты «Диффузия в жидкостях и газах» (приложение 1), «Диффузия вокруг нас» (приложение 2). Буклеты можно использовать как наглядное пособие на уроках физики. Они помогут расширить знания об удивительном явлении «диффузия».
И.Г. Кириллова. Книга для чтения по физике. М. «Просвещение» 1986 г.
А.В. Перышкин. Учебник по физике 7 класс. М. «Просвещение» 2015 г.
Приложение 1. Буклет «Диффузия в жидкостях и газах»
Благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии. Корни растений захватывают необходимые для растения вещества из почвенных вод благодаря диффузионному потоку внутрь корней. На явлении диффузии основаны многие физиологические процессы, происходящие в организме человека: такие как дыхание, всасывание питательных веществ в кишечнике и др. Диффузия находит широкое применение в различных сферах деятельности человека. На явлении диффузии основаны соление овощей, варка варения, получение компотов и многое другое. Диффузия имеет большое значение в природе и жизнедеятельности человека.
Если внимательно осмотреться вокруг, можно найти немало примеров диффузии, облегчающих наш быт:
растворение стирального порошка,
распыление освежителей воздуха;
аэрозоли для горла;
вымывание грязи с поверхности белья;
смешивание красок художником;
приготовление наваристых бульонов, супов, и подлив, сладких компотов и морсов.
Рис 4. Диффузия в чае.
Как бороться с загрязнениями:
Совершенствование конструкции двигателя автомобиля, внедрение новых видов топлива.
Создание экологически «чистых» видов транспорта.
Посадка зеленых насаждений вдоль дорог.
Использование альтернативных источников энергии.
Очистка выбросов от вредных примесей с помощью пылеуловителей и фильтров;
Установка на всех предприятиях, выбрасывающих опасные вещества в атмосферу и водоемы, многоступенчатые системы очистки.
Что такое диффузия?
В каких агрегатных состояниях может происходить диффузия?
Какое влияние диффузия оказывает на окружающую среду?
Почему при повышении температуры процесс взаимного проникновения молекул веществ ускоряется?
Проведите собственный опыт с диффузией.
Диффузия в жидкостях и газах
Рис 1. Диффузия в жидкостях.
Диффузия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, вследствие хаотического движения и столкновения друг с другом, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.
От чего зависит скорость протекания диффузии?
Скорость диффузии зависит от температуры. При повышении температуры процесс взаимного проникновения веществ ускоряется. Это связано с тем, что при нагревании возрастает общая скорость движения молекул. В теле с более высокой температурой молекулы движутся быстрее, а значит и быстрее протекает диффузия. Скорость диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии находятся соприкасающиеся тела – в твердом, жидком или газообразном.
Вред и польза диффузии газа и жидкости
Промышленные предприятия приносят пользу экономике, а вот экологии наносят вред. На сегодняшний день негативное влияние на окружающую среду наносят производства следующих сфер:
• металлургические;
• нефтехимические;
• машиностроительные;
• химические.
Среди всех предприятий больше всего загрязнений происходит от заводов черной и цветной металлургии. В результате их деятельности в воздух поступают выбросы вредных веществ. В водоемы металлургические предприятия сбрасывают большое количество сточных вод.
Рис. 2. Содержащиеся в сточных водах вредные вещества, загрязняют водоемы
Рис 3. Выбросы в воздух вредных веществ
Приложение 2. Буклет «Диффузия вокруг нас»
1) Диффузия на кухне
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.
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.
Диффузия при засолке огурцов:
Взяли с мамой свежие огурцы. Уложили огурцы в две трехлитровые банки. Одну банку залили горячим маринадом, вторую – холодным.
Через сутки проверили банки. Оказалось, что в горячем маринаде огурцы больше впитали соль, и стали слабосолеными и внутри, и снаружи. А в холодном маринаде – только кожура соленая.
Отсюда можно сделать вывод, что соль приникает быстрее в огурцы в горячем маринаде. То есть, диффузия быстрее протекает в горячей воде.
Рис. 1. Диффузия при засолке огурцов
Если внимательно осмотреться вокруг, можно найти немало примеров диффузии, облегчающих наш быт:
растворение стирального порошка,
марганцовки, соли;
распыление освежителей воздуха;
смешивание красок художником;
приготовление наваристых бульонов, супов, и подлив, сладких компотов и морсов.
На явлении диффузии основаны соление овощей, варка варения, получение компотов и многое другое
Рис. 2. Диффузия при варке компотов
Рис. 3. Диффузия в воде
Результатом диффузии может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании.
2) Диффузия в природе
На явлении диффузии основаны многие физиологические процессы, происходящие в организме человека и животных: такие как дыхание, всасывание питательных веществ в кишечнике и др.
Рис. 4. Дыхание животных и человека
Благодаря диффузии деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ.
Рис. 5. Питание растений
Рис. 6. Распространение запахов
Рис. 7. Распространение выхлопных газов и выбросов производства
Рис. 9. Сварка металлов
В общем, диффузия имеет большое значение в природе и жизнедеятельности человека.
