Diffusion in Flüssigkeiten: die Bedingungen des Prozesses, Beispiele. Experimente mit Flüssigkeiten

Datum:

2018-10-09 15:50:16

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Beginnen wir mit der Tatsache, dass die Flüssigkeit ist ein Zwischenprodukt Zustand aggregieren. Bei kritischen Siedepunkt ähnlich wie Gase und bei niedrigen Temperaturen Eigenschaften manifestieren sich ähnlich den Körper. Bei Flüssigkeiten keine perfekten Modelle, die deutlich erschwert die Beschreibung Ihres Gleichgewichts thermodynamischen Eigenschaften, Gefrierpunkt, Viskosität, Diffusion, Wärmeleitfähigkeit, Oberflächenspannung, Entropie, Enthalpie.

Diffusion in der Flüssigkeit

Definition

Was ist Diffusion? Dieser Verlauf, die Ausbreitung, der Bewegung der Teilchen des Mediums, die bewirkt, die Migration von Substanzen, die das Gleichgewicht Konzentrationen. Bei Abwesenheit von äußeren Einflüssen dieser Prozess bestimmt die thermische Bewegung der Teilchen. In diesem Fall wird der Prozess der Diffusion verbunden mit der Konzentration direkt proportionale Abhängigkeit. Diffusionsstrom variieren ähnlich dem Gradienten der Konzentration.

Diffusion in Gasen Flüssigkeiten und Festkörpern

Arten

Wenn die Diffusion in der Flüssigkeit fließt, wenn die änderung der Temperatur, man nennt термодиффузией, in einem elektrischen Feld – электродиффузией.

Der Prozess der Bewegung von Teilchen in großen Größen von Flüssigkeiten oder Gas geschieht unter den Gesetzen der Brownschen Bewegung.

was ist Diffusion

Besonderheiten des durchflieens

Diffusion in Gasen, Flüssigkeiten und festen Körpern verläuft mit unterschiedlicher Geschwindigkeit. Wegen der Unterschiede im Charakter der thermischen Bewegung von Teilchen in verschiedenen Umgebungen, die maximale Geschwindigkeit der Prozess hat in den Abgasen, und der niedrigste Wert - in festen Körpern.

Laufbahnen der Partikel ist eine gestrichelte Linie, da in regelmäßigen Abständen ändert sich die Richtung und die Geschwindigkeit. Wegen der Verwirrung der Bewegung gibt es eine allmähliche Entfernung der Partikel von der ursprünglichen Position. Offset auf einer geraden Linie deutlich kürzer als über den Weg, der begangen wird, durch eine gestrichelte Flugbahn.

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warum ist die Diffusion in Flüssigkeiten

Das Gesetz Fick

Diffusion in der Flüssigkeit unterliegt den beiden Gesetzen Fick:

  • Dichte диффузионного Strömung direkt proportional zur Konzentration mit dem Faktor Diffusion;
  • Die Geschwindigkeit der änderung der Flussdichte Diffusion direkt proportional zu der änderungsrate der Konzentration und hat die umgekehrte Richtung.

Diffusion in der Flüssigkeit gekennzeichnet durch eine unregelmäßige Moleküle von einem Gleichgewicht in eine andere Position. Jedes dieser Sprung tritt auf, wenn die Nachricht Molekül Energie im Umfang, ausreichend für die Verbindung mit anderen Partikeln. Der Durchschnittliche Wert der Sprung nicht größer als der Abstand zwischen den Molekülen.

Streiten über das, was ist der Diffusion in der Flüssigkeit, beachten Sie, dass der Prozess abhängig von der Temperatur. Bei Ihrer Erhöhung erfolgt „lösen» Fluid-Struktur, wodurch es einen starken Anstieg der Anzahl der Hopping pro Zeiteinheit.

Diffusion in Gasen, Flüssigkeiten und festen Körpern hat einige Besonderheiten. Zum Beispiel in Feststoffen Mechanismus verbunden mit der Bewegung der Atome innerhalb des Kristallgitters.

Experimente mit Flüssigkeiten

Merkmale des Phänomens

Diffusion in Flüssigkeiten ist von praktischem Interesse dadurch, dass er begleitet die Ausrichtung der Konzentration von Substanzen zunächst in einer heterogenen Umgebung. Mit Phasen, mit großer Konzentration, Partikel raus deutlich mehr.

Experimente

Experimente mit Flüssigkeiten haben gezeigt, dass die Diffusion von besonderer Bedeutung in der chemischen Kinetik. Während der Verlauf des chemischen Prozesses der reagierenden Substanzen an der Oberfläche oder des Katalysators dieser Prozess trägt zur Definition der Geschwindigkeit die Ableitung der Reaktionsprodukte und der Zugabe der Reaktanden.

Warum ist die Diffusion in Flüssigkeiten? Lösungsmittelmoleküle sind in der Lage, durchdringen die transluzente Membran, wodurch entsteht ein osmotischer Druck. Dieses Phänomen fand Anwendung in chemischen und physikalischen Methoden zur stofftrennung.

was bestimmt die Diffusion

Biologische Systeme

In diesem Fall des Modells der Diffusion betrachtet werden am Beispiel des Eingangs der Sauerstoff der Luft in die Lungen, Absorption aus dem Darm in das Blut von Produkten der Verdauung, Absorption root Haaren von Mineralstoffen. Die Diffusion der Ionen geschieht während der Erzeugung von Muskel-und Nervenzellen bioelektrischen Impulse.

Den Physischen Faktor, der Einfluss auf die Selektivität der Akkumulation in den Zellen des Körpers bestimmte Elemente, ist die unterschiedliche Geschwindigkeit des Eindringens von Ionen durch die Zellmembranen. Diesen Prozess kann man Ausdrücken durch das Gesetz Fick, ersetzen Sie den Wert des Koeffizienten der Diffusion Indikator für die Permeabilität der Membran, und anstelle von konzentrationsgradienten verwendet die Differenz zwischen den Werten auf beiden Seiten der Membran. Bei диффузионном das eindringen von Wasser und Gasen in der Zelle ändern osmotische drücke außerhalb und innerhalb der Zellen.

Analysieren, was bestimmt die Diffusion, beachten Sie, dass es gibt verschiedene Arten dieses Prozesses. Eine einfache Form verbunden mit einer freien übertragung von Ionen und Molekülen in Richtung des Gradienten Ihres elektrochemischen Potentials. Zum Beispiel, eine solche Option eignet sich für diejenigen Stoffe, bei denen die Moleküle haben kleinere Abmessungen, Z. B. Methylalkohol, Wasser.

Begrenzte Option beinhaltet BriseTransport von Materie. Zum Beispiel in die Zelle nicht eindringen mit dem selbst kleine Partikel.

Geschichte

Diffusion eröffnet wurde während der Blütezeit der altgriechischen Kultur. Demokrit und Анаксогор waren davon überzeugt, dass jeder Stoff besteht aus Atomen. Die Vielfalt der Substanzen, die Häufig in der Natur, erklären und verbindungen der einzelnen Atome untereinander. Sie zuließen, dass diese Partikel können miteinander gemischt werden, bilden neue Stoffe. Zu den Gründern der molekular-kinetischen Theorie, die erklären den Mechanismus des durchflieens der Diffusion, eine Besondere Rolle spielte Michail Lomonossow. Es wurde Ihnen gegeben, die Definition von Molekül, Atom, erklärt den Mechanismus der Auflösung.

der Prozess der Diffusion

Experimente

Erfahrung mit Zucker ermöglicht es, alle Funktionen zu verstehen Diffusion. Wenn in Eistee legte ein Stück Zucker, allmählich auf den Boden der Schale einen dicken Sirup bildet. Er ist mit bloßem Auge sichtbar. Nach einer Weile Sirup komplett gleichmäßig über das gesamte Volumen der Flüssigkeit und nicht mehr sichtbar sein. Dieser Prozess verläuft spontan und beinhaltet keine Durchmischung der Komponenten der Lösung. Ebenso gibt es eine Verbreitung im gesamten Raum der Duft von Parfüm.

Die Erfahrungen zeigen, dass die Diffusion ist die spontane Prozess der Durchdringung der Moleküle eines Stoffes in einen anderen. Die Ausbreitung des Stoffes erfolgt in alle Richtungen, trotz der Anwesenheit der Schwerkraft. Ein ähnlicher Prozess ist eine direkte Bestätigung der ständigen Bewegung der Moleküle eines Stoffes.

Also, im obigen Beispiel erfolgt die Diffusion der Moleküle von Zucker und Wasser, die durch eine gleichmäßige Verteilung der Moleküle der organischen Substanz im gesamten Volumen der Flüssigkeit.

Experimente erkennen die Diffusion nicht nur in Flüssigkeiten, sondern auch in gasförmigen Stoffen. Man kann z.B. die Kapazität der Waage mit Paaren des äthers. Allmählich Schalen ins Gleichgewicht kommen, dann ein Glas mit Ether wird schwerer. Was ist die Ursache dieses Phänomens?

Im Laufe der Zeit die Moleküle Ether gemischt mit den Teilchen der Luft, und der Raum beginnt zu spüren eigenartigen Geruch. Im Kurs Physik Realschule betrachtet ein Experiment, in dem der Lehrer löst Fleckchen von Kaliumpermanganat (Kaliumpermanganat) in Wasser. Zuerst sichtbar die genaue Flugbahn der Körner, sondern allmählich die ganze Lösung erwirbt ein gleichmäßiger Farbton. Auf Basis der durchgeführten Experimentes Pädagoge erklärt die Merkmale der Diffusion.

Um die Faktoren zu identifizieren, die Einfluss auf die Geschwindigkeit des durchflieens des Prozesses in Flüssigkeiten, können Sie die Vorteile von Wasser unterschiedlicher Temperatur. In die heiße Flüssigkeit den Prozess der gegenseitigen Durchmischung der Moleküle gibt es so viel schneller, daher gibt es eine direkte Abhängigkeit zwischen der Außentemperatur und durch die Geschwindigkeit der Diffusion.

Fazit

Die Erfahrungen, die mit Gasen, Flüssigkeiten und Feststoffen, erlauben die Gesetze der Physik zu formulieren, installieren die Abhängigkeit zwischen den einzelnen Werten.

Gerade als Ergebnis der Experimente wurde festgelegt Mechanismus der gegenseitigen Durchdringung der Teilchen eines Stoffes in einen anderen, wird durch die Zufälligkeit Ihrer Bewegung. Empirisch wurde festgestellt, dass die nur schneller ist die Diffusion in gasförmigen Stoffen. Dieser Prozess hat eine enorme Bedeutung für die Tierwelt, verwendet in Wissenschaft und Technik.

Dank für dieses Phänomen unterstützt die homogene Zusammensetzung der Erdatmosphäre. Ansonsten beobachtet würden Schichtung der Troposphäre in einzelne gasförmige Stoffe, Kohlendioxid und schwer, nicht anwendbar für die Atmung, befand sich hätte näher an der Oberfläche unseres Planeten. Was bedeutet das? Die lebendige Natur hat einfach aufgehört hätte zu existieren.

Die Rolle der Diffusion und in der Pflanzenwelt. Die üppige Krone der Bäume erklärt werden kann Diffusion Austausch durch die Oberfläche der Blätter. In der Folge wird nicht nur die Atmung, sondern auch die Ernährung des Baumes. In der heutigen Zeit in der Landwirtschaft gilt außerwurzelnachdüngung Sträuchern und Bäumen, die Spritzen Kronen speziellen chemischen Zusammensetzungen.

Gerade bei der Diffusion der pflanze aus dem Boden Nährstoffe erhält. Physiologische Prozesse in den lebenden Organismen, auch im Zusammenhang mit diesem Phänomen. Zum Beispiel Salz-Gleichgewicht ist nicht möglich ohne Diffusion. Großer Bedeutung diese Prozesse spielen bei der Versorgung der Seen und Flüsse mit Sauerstoff. Das Gas fällt in die Tiefe des Teiches genau durch Diffusion. Wenn ein solcher Prozess fehlte, das Leben im inneren des Reservoirs würde aufhören zu existieren.

Medikamente, mit denen der Mensch sich wehren gegen die Erreger der verschiedenen Krankheiten und verbessert das Allgemeine Wohlbefinden, auch basiert auf Diffusion. Dieses Phänomen gilt beim Schweißen von Metallen, Herstellung von Saft Sie FTA Späneförderer, Vorbereitung von Süßwaren. Schwierig ist, eine Industrie moderne Industrie, wo würden die Diffusion nicht verwendet.


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