“Дифузія” реферат з фізики допоможе зрозуміти що таке дифузія на українській мові, визначити Приклади дифузії в природі та побуті, в техніці, в газах, в рідинах, в твердих тілах.
Що таке дифузія?
Дифузія – це процес проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої речовини. Якщо говорити простою мовою – це змішування. Під час цього змішування відбувається взаємне проникнення молекул речовин одна між одною.
Основна причина дифузії: постійний рух молекул. Виникає дифузія через прагнення до рівноваги.
Дифузія відбувається в трьох середовищах: в газах, в рідинах, в твердих тілах.
Дифузія в газах відбувається швидше за все, вона займає всього кілька секунд або хвилин. Дифузія в рідинах може займати від декількох хвилин до декількох годин. Дифузія в твердих тілах протікає з плином кількох років. Але ці процеси можна прискорювати за допомогою підвищення температури або при зовнішньому впливі. Цим активно користується людина в побутових і промислових цілях. Для того, щоб два твердих метали перетворити в сплав, людина впливає на метали зовні – використовуючи високі температури. Також для того, щоб цукор швидше розчинився у воді, ми його розмішуємо, таким чином здійснюючи зовнішній вплив.
Явище дифузії широко поширене у нашому житті: харчування, дихання тварин і рослин. Також явище дифузії має і негативну сторону: забруднення природи.
Найпростіший приклад дифузії: приготування какао, молекули какао проникають в молекули води чи молока і навпаки. Прикладами дифузії є також: розчинення прального порошку, марганцівки, солі; застосування освіжувача повітря, вимивання бруду з поверхні білизни; змішування фарб художником; замішування тіста; приготування бульйонів, супів, і підлив, солодких компотів і морсів.
Дифузія в газах
Ви, напевно, помічали, що різні запахи поширюються по повітрю дуже швидко. А все тому, що процес змішування частинок в газах найшвидший.
Частинки газу далеко віддалені один від одного. Між ними існують великі проміжки. Крізь ці проміжки легко переміщуються частки іншої речовини. Тому дифузія в газах протікає швидко.
Прикладом такої дифузії є застовування освіжувача повітря. Дифузія в газах протікає швидко і залежить від температури (при нижчій температурі аромат буде поширюватися повільніше).
Дифузія в рідинах
Якщо дифузія в газах відбувається швидко, найчастіше за лічені секунди, то дифузія в рідинах займає цілі хвилини, а іноді навіть годинни. Найчастіше це залежить від температури і щільності речовини.
Частинки в рідинах розташовані так, що відстань між сусідніми частинками менше їх розмірів.
Прикладами дифузії в рідинах можуть служити: змішування води і марганцівки, змішування двох кольорів фарб.
Температура також впливає на перебіг дифузії в рідинах. Чим вище температура, тим швидше протікає дифузія.
Дифузія в твердих тілах
Дифузія в твердих тілах протікає дуже повільно (кілька років) через велику щільність твердих тіл. Проміжки між частинками дуже маленькі, тому іншим речовинам важко проникнути між ними.
У твердих тілах дифузія протікає дуже повільно, при звичайній кімнатній або вуличній температурі вона непомітна.
Зазвичай в якості прикладу дифузії в твердих тілах наводиться досвід зі свинцевою і золотою пластинками. Даний експеримент показав, що тільки через п’ять років в свинець проникла мала кількість золота, а свинець проник в золото на глибину не більше одного міліметра. Така відмінність обумовлена тим, що щільність свинцю набагато більша за густину золота.
Можна прискорити процес дифузії твердих тіл, наприклад, впливом на них високих температур.
Якщо на тонкий свинцевий циліндр нанести дуже тонкий шар золота, після чого цю конструкцію помістити в піч на 10 днів при температурі повітря в печі 200 градусів Цельсія, то після розрізання циліндра на тонкі диски, дуже добре видно, що свинець проник в золото і навпаки.
Для того, щоб викувати, наприклад, меч, будуть потрібні сталь і різні метали. Щоб з’єднати сталь і метал, використовують вплив високих температур. Плавлення сталі відбувається при температурі 1000 ° і більше.
Також застосування сплавів широко використовується в будівництві, машинобудуванні та промисловості.
Щоб зрозуміти, як відбувається явище дифузії в твердих тілах можна провести такий експеримент: якщо взяти два шматки пластиліну різних кольорів і розминати їх в руках, то можна спостерігати, як змішуються кольори. Це відбувається через зовнішній вплив на пластилін. Якщо зовнішнього впливу не чинити і просто притиснути два шматка пластиліну один до одного, то для того, щоб кольори перемішалися – потрібні роки.
Дифузія в навколишньому світі
Приклади дифузії в природі:
- Кисень з повітря проникає в капіляри крові, розташовані в легенях, після цього розчиняється в них і розноситься по всьому організму. У свою чергу вуглекислий газ дифундує з капілярів в альвеоли легенів.
- Живильні речовини, що виділяються з їжі шляхом дифузії проникають в клітини.
- Процес внесення добрив у грунт теж відбувається за допомогою дифузії. Завдяки використанню певних хімічних засобів або компосту грунт стає більш родючим. Чому так відбувається? Суть в тому, що молекули добрива дифундують з молекулами грунту. Після чого процес дифузії відбувається між молекулами грунту і кореня рослини. Завдяки цьому сезон буде більш врожайним.
- Мурахи позначають свій шлях крапельками пахучої рідини, вони притискаються черевцем до землі і передають їй свій запах. Деякі мурахи не завжди біжать точно наміченим шляхом, а збоку від наміченого шляху, тому що запах досить сильний. Втративши слід, вони колами знову знаходять «дорогу» і рухаються по ній. Мурашині траси бувають довжиною кілька метрів.
- Завдяки дифузії, комахи знаходять собі їжу. Метелики, пурхаючи між рослин, завжди знаходять дорогу до красивої квітки. Бджоли, виявивши солодкий об’єкт, штурмують його своїм роєм.
- Хижі тварини знаходять своїх жертв теж завдяки дифузії. Акули відчувають запах крові на відстані декількох кілометрів, також як і риби піраньї.
Значення дифузії
Діфузія крім користі приносить і величезну шкоду. Димові труби підприємств викидають в атмосферу вуглекислий газ, оксиди азоту та сірки. Надлишок вуглекислого газу в атмосфері небезпечний для живого світу Землі, порушує кругообіг вуглецю в природі, призводить до утворення кислотних дощів.
Процес дифузії відіграє велику роль в забрудненні річок, морів і океанів. Річне скидання виробничих і побутових стоків в світі дорівнює приблизно 10 трильйонів тонн. Забруднення водойм призводить до того, що в них зникає життя, а воду, що використовують для пиття, доводиться очищати, що дуже дорого. Крім того, в забрудненій воді відбуваються хімічні реакції з виділенням тепла. Температура води підвищується, при цьому знижується вміст кисню в воді, що негативно впливає на організми. Через підвищення температури води багато річок тепер взимку не замерзають.
Головне про дифузію:
Дифузія – фундаментальне явище природи, тому так важливо вивчати і розуміти це явище. Без дифузії не існувало б Всесвіту, планет, Землі, всього живого.
1. Дифузія – це процес проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої речовини.
2. Явище дифузії обумовлено прагненням до рівноваги.
3. Швидкість дифузії залежить від наступних факторів: температура, агрегатний стан речовини, зовнішній вплив.
4. Процес змішування частинок в газах протікає дуже швидко (кілька секунд), тому що між частинками газу існують великі проміжки.
5. Процес змішування частинок в рідинах протікає повільніше, ніж в газах (від декількох хвилин до декількох годин). Це обумовлено тим, що частинки в рідині розташовані так, що відстань між сусідніми частинками менше їх розмірів.
6. Дифузія в твердих тілах протікає дуже повільно (кілька років) через великий щільності твердих тіл.
Трохи історії. У далекому минулому, за 2500 тис. років до нашого часу, зародилося уявлення, що всі тіла складаються з найдрібніших частинок, недоступних безпосередньому спостереженню. Про наявність в природі явища дифузії припускали ще в Стародавній Греції і Стародавньому Римі. Свої припущення висували такі філософи і вчені, як Фалес, Анаксимен, Демокріт та ін. Звичайно, їх висловлювання були ще далекі від істини. Але через деякий час, завдяки відкриттю броунівського руху, в подальшому вдалося описати явище дифузії. Описав дифузію німецький фізик і фізіолог Адольф Ойген Фік. У 1855 році він описав явище дифузії і представив закон дифузії Фіка.
чудово