Har du någonsin sett horder av små irriterande myggor som slumpmässigt svärmar ovanför? Ibland verkar det som att de verkar hänga orörliga i luften. Å ena sidan är denna svärm orörlig, å andra sidan rör sig insekterna inuti den ständigt åt höger, vänster, upp, ner, kolliderar ständigt med varandra och sprider sig igen inom detta moln, som om en osynlig kraft håller ihop dem.
Molekylernas rörelser är lika kaotiska, medan kroppen behåller en stabil form. Denna rörelse kallas molekylers termiska rörelse.
Brownian motion
Tidigare 1827 använde den berömda brittiske botanikern Robert Brown ett mikroskop för att studera beteendet hos mikroskopiska pollenpartiklar i vatten. Han uppmärksammade det faktum att partiklarna ständigt rörde sig i en kaotisk, trotsande logisk ordning, och denna slumpmässiga rörelse berodde inte på någonting.rörelsen av vätskan där de befann sig, inte heller från dess avdunstning. De minsta partiklarna av pollen beskrev komplexa, mystiska banor. Det är intressant att intensiteten av sådan rörelse inte minskar med tiden och inte är relaterad till mediets kemiska egenskaper, utan bara ökar om viskositeten hos detta medium eller storleken på de rörliga partiklarna minskar. Dessutom har temperaturen ett stort inflytande på molekylernas rörelsehastighet: ju högre den är, desto snabbare rör sig partiklarna.
Diffusion
För länge sedan insåg människor att alla ämnen i världen består av de minsta partiklarna: joner, atomer, molekyler, och det finns luckor mellan dem, och dessa partiklar rör sig konstant och slumpmässigt.
Diffusion är en konsekvens av molekylers termiska rörelse. Vi kan observera exempel nästan överallt i vardagen: både i vardagen och i vilda djur. Detta är spridning av lukter, limning av olika fasta föremål, blandning av vätskor.
Vetenskapligt sett är diffusion fenomenet med penetrering av molekyler av ett ämne in i mellanrummen mellan molekylerna i ett annat ämne.
Gaser och diffusion
Det enklaste exemplet på diffusion i gaser är den ganska snabba spridningen av lukter (både behagliga och inte så behagliga) i luften.
Diffusion i gaser kan vara extremt farligt, på grund av detta fenomen inträffar förgiftning med kolmonoxid och andra giftiga gaser blixtsnabbt.
Diffusion i vätskor
Medan diffusion i gaser sker snabbt, oftast på sekunder, tar diffusion i vätskor hela minuter ochibland till och med timmar. Det beror på densitet och temperatur.
Ett exempel på diffusion i vätskor är den mycket snabba upplösningen av s alter, alkoholer och syror och bildar homogena lösningar på kort tid.
Diffusion i fasta ämnen
I fasta ämnen är diffusionen svårast, vid normal rums- eller utomhustemperatur är den osynlig. I alla moderna och gamla läroböcker beskrivs experiment med bly- och guldplåtar som ett exempel på diffusion i fasta ämnen. Detta experiment visade att först efter mer än fyra år trängde en försumbar mängd guld in i bly och bly trängde in i guld till ett djup av högst fem millimeter. Denna skillnad beror på att blydensiteten är mycket högre än densiteten för guld.
Diffusionens hastighet och intensitet beror följaktligen inte minst på ämnets densitet och hastigheten på molekylernas kaotiska rörelse, och hastigheten beror i sin tur på temperaturen. Diffusionen är mer intensiv och snabbare vid högre temperaturer.
Exempel på spridning i vardagen
Vi tänker inte ens på det faktum att vi varje dag vid nästan varje steg möter fenomenet diffusion. Det är därför detta fenomen anses vara ett av de mest betydelsefulla och intressanta inom fysiken.
Ett av de enklaste exemplen på diffusion i vardagen är upplösningen av socker i te eller kaffe. Om en sockerbit placeras i ett glas kokande vatten, kommer den efter ett tag att försvinna spårlöst, medan även volymen vätskapraktiskt taget oförändrad.
Om du ser dig omkring noga kan du hitta många exempel på spridning som gör vårt liv enklare:
- upplösande tvättpulver, kaliumpermanganat, s alt;
- sprutande luftfräschare;
- halssprayer;
- tvättar smuts från ytan av linne;
- blandning av färger av konstnären;
- knåda deg;
- tillredning av rika buljonger, soppor och såser, söta kompotter och fruktdrycker.
År 1638, när han återvände från Mongoliet, överlämnade ambassadör Vasilij Starkov den ryske tsaren Mikhail Fedorovich som en gåva med nästan 66 kg torkade löv med en konstig syrlig arom. Muskoviter som aldrig har provat det gillade denna torkade växt mycket, och de använder den fortfarande med nöje. Kände du igen honom? Naturligtvis är detta ett te som bryggs på grund av diffusionsfenomenet.
Exempel på diffusion i miljön
Diffusionens roll i världen omkring oss är mycket hög. Ett av de viktigaste exemplen på diffusion är blodcirkulationen i levande organismer. Syre från luften kommer in i blodkapillärerna i lungorna, löses sedan upp i dem och sprids i hela kroppen. I sin tur diffunderar koldioxid från kapillärerna in i lungornas alveoler. Näringsämnen som frigörs från mat diffunderar in i cellerna.
Hos örtartade växtarter sker diffusion genom hela deras gröna yta, i större blommande växter - genom löv och stjälkar, i buskar och träd - genom sprickori barken på stammar och grenar och linser.
Dessutom är ett exempel på diffusion i omvärlden absorptionen av vatten och mineraler lösta i det av växternas rotsystem från jorden.
Det är diffusion som är anledningen till att den lägre atmosfärens sammansättning är heterogen och består av flera gaser.
Tyvärr, i vår ofullkomliga värld är det väldigt få människor som inte vet vad en injektion, även känd som en "injektion", är. Denna typ av smärtsam men effektiv behandling är också baserad på diffusionsfenomenet.
Miljöföroreningar: jord, luft, vattenkroppar – det här är också exempel på diffusion i naturen.
Vita moln som smälter på den blå himlen, så älskad av poeter genom alla tider - hon är också en spridning känd för varje mellan- och gymnasieelev!
Så, diffusion är något utan vilket vårt liv inte bara skulle vara svårare, utan nästan omöjligt.
