Дыфузія ў вадкасці: умовы працэсу, прыклады. Досведы з вадкасцямі

Дата:

2018-10-08 15:40:11

Прагляды:

534

Рэйтынг:

1Любіць 0Непрыязнасць

Доля:

Table of contents:

Пачнем з таго, што вадкасць з'яўляецца прамежкавым агрегатным станам. Пры крытычнай кропкі кіпення яна падобная з газамі, а пры нізкіх тэмпературах выяўляюцца характарыстыкі, аналагічныя цвёрдага цела. У вадкасці няма ідэальнай мадэлі, што істотна ўскладняе апісанне яе раўнаважкіх тэрмадынамічных уласцівасцяў, тэмпературы замярзання, глейкасці, дыфузіі, цеплаправоднасці, павярхоўнага нацяжэння, энтрапіі, энтальпія.

дыфузія ў вадкасці

Вызначэнне

Што такое дыфузія? Гэта расцяканне, распаўсюджванне, рух часціц асяроддзя, якое прыводзіць да пераносу рэчывы, ўстанаўлення раўнаважкіх канцэнтрацый. Пры адсутнасці знешніх уздзеянняў дадзены працэс вызначаецца цеплавым рухам часціц. У гэтым выпадку працэс дыфузіі звязаны з канцэнтрацыяй прама прапарцыйнай залежнасцю. Дыфузійны паток будзе мяняцца аналагічна градыенце канцэнтрацый.

дыфузія ў газах вадкасцях цвёрдых целах

Разнавіднасці

Калі дыфузія ў вадкасці працякае пры змене тэмператур, яе называюць термодиффузией, у электрычным полі – электродиффузией.

Працэс руху часціц вялікіх памераў ў вадкасці або газе адбываецца пад законах броўнаўскага руху.

што такое дыфузія

Асаблівасці працякання

Дыфузія ў газах, вадкасцях і цвёрдых целах працякае з рознай хуткасцю. З-за адрозненняў у характары цеплавога руху часціц у розных асяроддзях, максімальную хуткасць працэс мае ў газах, а мінімальны паказчык - у цвёрдых целах.

Траекторыяй руху часціцы з'яўляецца ламаная лінія, паколькі перыядычна змяняецца кірунак і хуткасць. З-за неупорядоченности руху назіраецца паступовае выдаленне часціцы ад першапачатковага становішча. Зрушэнне яе па прамой лініі значна карацей таго шляху, які здзяйсняецца па ламанай траекторыі.

Больш:

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовы імпульс, яго пераўтварэнне і механізм перадачы

Нервовая сістэма чалавека выступае своеасаблівым каардынатарам у нашым арганізме. Яна перадае каманды ад мозгу мускулатуры, органаў, тканін і апрацоўвае сігналы, якія ідуць ад іх. У якасці своеасаблівага носьбіта дадзеных выкарыстоўваецца нервовы імп...

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Куды паступаць пасля 11 класа? Якую выбраць прафесію?

Пры выбары сваёй будучай прафесіі не варта абапірацца на чые-то рэкамендацыі і парады, тым больш не трэба падпарадкоўвацца сваім бацькам, якія даволі часта вырашаюць без вас самастойна, куды паступіць пасля 11 класа. Варта задумацца, наколькі паспяхо...

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл, як вынік эвалюцыйнага развіцця свету

Крывяносная сістэма жывёл прайшла доўгі шлях фарміравання ў ходзе эвалюцыйнага развіцця свету. Яна ўтварылася на месцы рудыментарных частак першаснай паражніны цела, якая ў вышэйшых жывёл была выцесненая целломом, або другаснай паражніной цела. У пра...

чым тлумачыцца дыфузія ў вадкасцях

Закон Фика

Дыфузія ў вадкасці падпарадкоўваецца двум законам Фика:

  • шчыльнасць дыфузійнага патоку прама прапарцыйная канцэнтрацыі з каэфіцыентам дыфузіі;
  • хуткасць змены шчыльнасці патоку дыфузіі прама прапарцыйная хуткасці змены канцэнтрацыі і мае адваротнае напрамак.

Дыфузія ў вадкасці характарызуецца скокамі малекул з аднаго раўнаважкага стану ў іншае. Кожны такі скачок назіраецца ў выпадку паведамленні малекуле энергіі ў аб'ёме, дастатковым для разрыву сувязі з іншымі часціцамі. Сярэдняя велічыня скачка не перавышае адлегласці паміж малекуламі.

Разважаючы над тым, што такое дыфузія ў вадкасці, адзначым, што працэс залежыць ад тэмпературы. Пры яе павышэнні адбываецца «разрыхленую» структуры вадкасці, у выніку чаго назіраецца рэзкае павелічэнне колькасці перескоков за адзінку часу.

Дыфузія ў газах, вадкасцях і цвёрдых целах мае некаторыя адметныя характарыстыкі. Напрыклад, у цвёрдых целах механізм звязаны з перамяшчэннем атамаў ўнутры крышталічнай рашоткі.

досведы з вадкасцямі

Асаблівасці з'явы

Дыфузія ў вадкасці ўяўляе практычны цікавасць дзякуючы таму, што ён суправаджаецца выраўноўваннем канцэнтрацыі рэчывы ў першапачаткова неаднароднай асяроддзі. З участкаў, якія маюць вялікую канцэнтрацыю, часціц сыходзіць значна больш.

Эксперыменты

Досведы з вадкасцямі паказалі, што дыфузія мае асаблівае значэнне ў хімічнай кінэтыцы. Падчас праходжання хімічнага працэсу на паверхні рэагуюць рэчываў або каталізатара гэты працэс спрыяе вызначэнні хуткасці адводу прадуктаў рэакцыі і дадання зыходных рэагентаў.

Чым тлумачыцца дыфузія ў вадкасцях? Малекулы растваральніка, здольныя пранікаць праз напаўпразрыстыя мембраны, у выніку чаго ўзнікае асматычны ціск. Гэта з'ява знайшло прымяненне ў хімічных і фізічных метадах падзелу рэчываў.

ад чаго залежыць дыфузія

Біялагічныя сістэмы

У гэтым выпадку мадэлі дыфузіі можна разглядаць на прыкладзе паступлення ў лёгкія кіслароду паветра, ўсмоктвання з кішачніка ў кроў прадуктаў стрававання, паглынання каранёвымі валасінкамі мінеральных элементаў. Дыфузія іёнаў адбываецца падчас генеравання цягліцавымі і нервовымі клеткамі біяэлектрычных імпульсаў.

Фізічным фактарам, які ўплывае на выбіральнасць назапашвання ў клетках арганізма пэўных элементаў, з'яўляецца розная хуткасць пранікнення іёнаў праз мембраны клетак. Гэты працэс можна выказаць законам Фика, замяніўшы велічыню каэфіцыента дыфузіі паказчыкам пранікальнасці мембраны, а замест градыенту канцэнтрацыі выкарыстоўваць рознасць значэнняў з абодвух бакоў мембраны. Пры диффузионном пранікненні вады і газаў у клетку мяняюцца осмотические паказчыкі ціску па-за і ўнутры клеткі.

Аналізуючы, ад чаго залежыць дыфузія, адзначым, што вылучаюць некалькі відаў гэтага працэсу. Простая форма звязана са свабодным пераносам іёнаў і малекул ў бок градыенту іх электрахімічнага патэнцыялу. Напрыклад, такі варыянт падыходзіць для тых рэчываў, у якіх малекулы маюць нязначныя памеры, напрыклад, метылавы спірт, вада.

Абмежаваны варыянт прадугледжвае слабыперанос рэчывы. Напрыклад, у клетку не здольныя пранікаць нават невялікія па памерах часціцы.

Старонкі гісторыі

Дыфузія была адкрыта падчас росквіту старажытнагрэцкай культуры. Дэмакрыт і Анаксогор былі перакананыя ў тым, што любое рэчыва складаецца з атамаў. Разнастайнасць рэчываў, распаўсюджаных у прыродзе, яны тлумачылі злучэннямі паміж сабой асобных атамаў. Яны дапускалі, што гэтыя часціцы могуць змешвацца, утвараючы новыя рэчывы. Сярод заснавальнікаў малекулярна-кінэтычнай тэорыі, якая патлумачыла механізм працякання дыфузіі, асаблівую ролю адыграў Міхаіл Ламаносаў. Ім было дадзена вызначэнне малекуле, атаму, растлумачаны механізм растварэння.

працэс дыфузіі

Эксперыменты

Вопыт з цукрам дазваляе зразумець усе асаблівасці дыфузіі. Калі ў халодны чай пакласці кавалак цукру, паступова на дне кубкі ўтворыцца густы сіроп. Ён бачны няўзброеным вокам. Праз некаторы час сіроп раўнамерна размяркуецца па ўсім аб'ёме вадкасці і перастане быць бачны. Дадзены працэс працякае самаадвольна і не прадугледжвае мяшання кампанентаў раствора. Аналагічна адбываецца распаўсюджванне па ўсім аб'еме пакоя водару духаў.

Прыведзеныя досведы сведчаць аб тым, што дыфузія з'яўляецца самаадвольным працэсам пранікнення малекул аднаго рэчыва ў іншае. Распаўсюджванне рэчывы адбываецца ва ўсе бакі, нягледзячы на наяўнасць сілы цяжару. Падобны працэс з'яўляецца прамым пацвярджэннем пастаяннага руху малекул рэчывы.

Так, у прыведзеным вышэй прыкладзе, ажыццяўляецца дыфузія малекул цукру і вады, якая суправаджаецца раўнамерным размеркаваннем малекул арганічнага рэчыва па ўсім аб'ёме вадкасці.

Эксперыменты дазваляюць выяўляць дыфузію не толькі ў вадкасцях, але і ў газападобных рэчывах. Напрыклад, можна ўсталяваць на вагах ёмістасць з парамі эфіру. Паступова кубкі прыйдуць у раўнавагу, затым шклянку з эфірам апынецца цяжэй. У чым прычына падобнага з'явы?

З цягам часу малекулы эфіру змешваюцца з часціцамі паветра, і ў пакоі пачынае адчувацца спецыфічны пах. У курсе фізікі сярэдняй школы разглядаецца эксперымент, у якім настаўнік растварае драбінку марганцоўкі (перманганата калія) у вадзе. Спачатку бачная выразная траекторыя руху макулінкі, але паступова ўвесь раствор набывае раўнамерны адценне. На аснове праведзенага эксперыменту педагог тлумачыць асаблівасці дыфузіі.

Каб выявіць фактары, якія ўплываюць на хуткасць працякання працэсу ў вадкасцях, можна скарыстацца вадой рознай тэмпературы. У гарачай вадкасці працэс ўзаемнага мяшання малекул назіраецца значна хутчэй, такім чынам, існуе прамая залежнасць паміж значэннем тэмпературы і хуткасцю працякання дыфузіі.

Заключэнне

Досведы, якія праводзяцца з газамі, вадкасцямі і цвёрдымі рэчывамі, дазваляюць сфармуляваць законы фізікі, усталяваць залежнасць паміж асобнымі велічынямі.

Менавіта у выніку эксперыментаў быў усталяваны механізм ўзаемнага пранікнення часціц аднаго рэчыва ў іншае, даказаная хаатычнай іх руху. Дасведчаным шляхам было выяўлена, што хутчэй за ўсё адбываецца дыфузія ў газападобных рэчывах. Дадзены працэс мае вялікае значэнне для жывой прыроды, выкарыстоўваецца ў навуцы і тэхніцы.

Дзякуючы гэтаму з'яве падтрымліваецца аднастайны склад зямной атмасферы. У адваротным выпадку назіралася б расслаенне трапасферы на асобныя газападобныя рэчывы, і цяжкі вуглякіслы газ, непрыдатны для дыхання, знаходзіўся б бліжэй за ўсё да паверхні нашай планеты. Да чаго б гэта прывяло? Жывая прырода проста перастала б існаваць.

Вялікая роля дыфузіі і ў раслінным свеце. Пышную крону дрэў можна растлумачыць дыфузійнымі абменам праз паверхню лісця. У выніку ажыццяўляецца не толькі дыханне, але і харчаванне дрэва. У цяперашні час у сельскай гаспадарцы ўжываецца внекорневая падкормка кустоў і дрэў, якая прадугледжвае апырскванне кроны адмысловымі хімічнымі складамі.

Менавіта пры дыфузіі расліна атрымлівае з глебы пажыўныя рэчывы. Фізіялагічныя працэсы, якія праходзяць у жывых арганізмах, таксама звязаны з дадзеных з'явай. Напрыклад, солевы баланс немагчымы без дыфузіі. Вялікае значэнне такія працэсы гуляюць у забеспячэнні азёр і рэк кіслародам. Газ трапляе ў глыб вадаёма менавіта шляхам дыфузіі. Калі б такі працэс адсутнічаў, жыццё ўнутры вадаёма перастала б існаваць.

Прыём лекавых прэпаратаў, якія дазваляюць чалавеку абараняць сябе ад узбуджальнікаў розных захворванняў і паляпшаць самаадчуванне, таксама грунтуецца на дыфузіі. Гэта з'ява ўжываецца пры зварцы металаў, атрыманні соку цукровага іх свекловичной габлюшкі, падрыхтоўцы кандытарскіх вырабаў. Складана знайсці такую галіну сучаснай прамысловасці, дзе б не ўжывалася дыфузія.


Article in other languages:

AR: https://tostpost.com/ar/education/7254-diffusion-in-liquids-the-conditions-of-the-process-examples-experiment.html

DE: https://tostpost.com/de/bildung/12974-diffusion-in-fl-ssigkeiten-die-bedingungen-des-prozesses-beispiele-exp.html

En: https://tostpost.com/education/1971-diffusion-in-liquids-the-conditions-of-the-process-examples-experiment.html

ES: https://tostpost.com/es/la-educaci-n/12984-la-difusi-n-en-l-quidos-condiciones-de-proceso-ejemplos-los-experiment.html

HI: https://tostpost.com/hi/education/7258-diffusion-in-liquids-the-conditions-of-the-process-examples-experiment.html

JA: https://tostpost.com/ja/education/7255-diffusion-in-liquids-the-conditions-of-the-process-examples-experiment.html

KK: https://tostpost.com/kk/b-l-m/12977-diffuziya-s-yy-ty-ty-sharttary-procest-mysaldar-t-zh-ribeler-s-yy-ty-t.html

PL: https://tostpost.com/pl/edukacja/12973-dyfuzja-w-cieczy-warunki-procesu-przyk-ady-do-wiadczenia-z-p-ynami.html

PT: https://tostpost.com/pt/educa-o/12966-a-difus-o-no-l-quido-condi-es-de-processo-s-o-exemplos-experi-ncias-co.html

TR: https://tostpost.com/tr/e-itim/12980-dif-zyon-s-v-proses-ko-ullar-rnekler-deneyimleri-ile-s-v.html

UK: https://tostpost.com/uk/osv-ta/12975-difuz-ya-v-r-dini-umovi-procesu-prikladi-dosl-di-z-r-dinami.html

ZH: https://tostpost.com/zh/education/7896-diffusion-in-liquids-the-conditions-of-the-process-examples-experiment.html






Alin Trodden - аўтар артыкула, рэдактар
"Прывітанне, Я Алін Тродден. Я пішу тэксты, чытаю кнігі і шукаю ўражанні. І я нядрэнна ўмею распавядаць вам пра гэта. Я заўсёды рады ўдзельнічаць у цікавых праектах."

Заўвага (0)

Гэтая артыкул не мае каментароў, будзьце першым!

Дадаць каментар

Навіны

Празелітызм – гэта імкненне звярнуць іншых у сваю веру. Ці прымальна гэта ў наш час?

Празелітызм – гэта імкненне звярнуць іншых у сваю веру. Ці прымальна гэта ў наш час?

«Празелітызм» - гэта вельмі часта сустракаецца слова, асабліва ў палітычнай і журналісцкай лексіцы. Яно азначае імкненне прыцягнуць да сваёй веры або перакананнях іншых людзей, і як мага большую іх колькасць. Большасць...

План-канспект урока як частка падрыхтоўкі педагога да працы

План-канспект урока як частка падрыхтоўкі педагога да працы

Пераважная большасць педагогаў пагодзіцца, што планаваць урок неабходна загадзя. Гэта дазволіць добра падрыхтавацца, каб пазбегнуць невыразных тлумачэнняў і непатрэбных паўз, сістэматызаваць усе этапы будучага заняткі, «пера...

Хто такія сысуны і чым яны адрозніваюцца ад іншых жывёл?

Хто такія сысуны і чым яны адрозніваюцца ад іншых жывёл?

Хто такія сысуны? У гэты клас найбольш развітых жывёл уваходзяць абсалютна розныя звяры: велізарны слон і маленькая мыш-палёўка, драпежны воўк і бяскрыўдная авечка. Яны насяляюць ва ўсіх стыхіях: на сушы, у моры (дэльфіны і кіты),...

XVIII - які гэта век? Еўропа ў 18-м стагоддзі

XVIII - які гэта век? Еўропа ў 18-м стагоддзі

такім чынам, для пачатку адкажам на далёка не новы пытанне, які ўзнікае ў многіх школьнікаў і не толькі: "XVIII - які гэта век?" Паспрабуем у гэтым разабрацца ў рамках дадзенага артыкула.Таямніца лацінскіх лікаў, або Адказ на пыта...

Перабудова - гэта... Перабудова Гарбачова. Гады перабудовы

Перабудова - гэта... Перабудова Гарбачова. Гады перабудовы

Калі звычайнага сярэднестатыстычнага чалавека, які перажыў другую палову васьмідзесятых ў свядомым узросце, сёння папрасіць коратка ахарактарызаваць гэты час, то ў адказ у большасці выпадкаў можна пачуць што-то накшталт «пер...

Статыстык - гэта хто? Сацыяльная, эканамічная і прававая статыстыка

Статыстык - гэта хто? Сацыяльная, эканамічная і прававая статыстыка

У сучасных умовах развіцця грамадства значна ўзрасла цікавасць да статыстыкі як навукі і яе шырокаму прымяненню ў практычнай дзейнасці. Сёння ўжо ніхто не можа адмаўляць значэнне і недаацэньваць ролю статыстыкі ў грамадскім жыцці....