Чем объясняется быстрое распространение запахов в комнате явлением диффузии
Физика 7 кл. кто знает помогите легкие вопросы хочу проверить)
Ученик (95), закрыт 9 лет назад
Помогите пожалуйста ответить на вопросы они легкие хочу проверить правильно ли я сделала.
Диффузией называют явление, при котором происходит
а) взаимное проникновение молекул друг в друга.
б) взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.
2.Наиболее медленно диффузия происходит в
а) твердых телах
б) жидкостях
в) газах
3.процесс диффузии ускоряется если
а) температура тела уменьшается
б) температура тела увеличивается
в) скорости беспорядочного движения молекул уменьшаются
4. Чем объясняется быстрое распространение запахов в комнате?
а) явлением диффузии, беспорядочным движением молекул
б) проникновением молекул друг в друга
в) возникновением ветра или сквозняка
5.Что произойдет через несколько лет с прижатыми друг к другу гладко отшлифованными пластинами из свинца и олова?
а) ничего не произойдет
б) пластины разрушатся
в) олово и свинец взаимно проникнут друг в друга в результате диффузии
6.Могла бы происходить диффузия, если бы не было промежутков между молекулами
а) диффизия все равно бы происходила
б) диффузия была бы невозможна
в) все зависит от размеров молекул
1. Диффузией называют явление, при котором происходит
б) взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого
2. Наиболее медленно диффузия происходит в
а) в твердых телах
3. Процесс диффузии ускоряется если
б) температура тела увеличивается
4. Чем объясняется быстрое распространение запахов в комнате?
а) явлением диффузии, беспорядочным движением молекул
5. Что произойдет через несколько лет с прижатыми друг к другу гладко отшлифованными пластинами из свинца и олова?
в) олово и свинец взаимно проникнут друг в друга в результате диффузии
6. Могла бы происходить диффузия, если бы не было промежутков между молекулами
б) диффузия была бы невозможна
1.Диффузией называют явление, при котором происходит
б) взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого
2. Наиболее медленно диффузия происходит в
а) в твердых телах
3. Процесс диффузии ускоряется если
б) температура тела увеличивается
4. Чем объясняется быстрое распространение запахов в комнате?
а) явлением диффузии, беспорядочным движением молекул
5. Что произойдет через несколько лет с прижатыми друг к другу гладко отшлифованными пластинами из свинца и олова?
в) олово и свинец взаимно проникнут друг в друга в результате диффузии
6. Могла бы происходить диффузия, если бы не было промежутков между молекулами
б) диффузия была бы невозможна
Диффузия. помогите выбрать правильные ответы
Ученик (95), закрыт 9 лет назад
Помогите пожалуйста ответить на вопросы они легкие хочу проверить правильно ли я сделала.
Диффузией называют явление, при котором происходит
а) взаимное проникновение молекул друг в друга.
б) взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.
2.Наиболее медленно диффузия происходит в
а) твердых телах
б) жидкостях
в) газах
3.процесс диффузии ускоряется если
а) температура тела уменьшается
б) температура тела увеличивается
в) скорости беспорядочного движения молекул уменьшаются
4. Чем объясняется быстрое распространение запахов в комнате?
а) явлением диффузии, беспорядочным движением молекул
б) проникновением молекул друг в друга
в) возникновением ветра или сквозняка
5.Что произойдет через несколько лет с прижатыми друг к другу гладко отшлифованными пластинами из свинца и олова?
а) ничего не произойдет
б) пластины разрушатся
в) олово и свинец взаимно проникнут друг в друга в результате диффузии
6.Могла бы происходить диффузия, если бы не было промежутков между молекулами
а) диффизия все равно бы происходила
б) диффузия была бы невозможна
в) все зависит от размеров молекул
1. Диффузией называют явление, при котором происходит
б) взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого
2. Наиболее медленно диффузия происходит в
а) в твердых телах
3. Процесс диффузии ускоряется если
б) температура тела увеличивается
4. Чем объясняется быстрое распространение запахов в комнате?
а) явлением диффузии, беспорядочным движением молекул
5. Что произойдет через несколько лет с прижатыми друг к другу гладко отшлифованными пластинами из свинца и олова?
в) олово и свинец взаимно проникнут друг в друга в результате диффузии
6. Могла бы происходить диффузия, если бы не было промежутков между молекулами
б) диффузия была бы невозможна
Почему запах духов чувствуется на расстоянии
Как приятно открыть флакон любимых духов и ощутить их волшебный запах. Еще лучше нанести этот чудесный аромат на тело или одежду и радовать им не только себя, но и окружающих людей. Ведь радостью всегда хочется поделиться, не так ли?
А вы никогда не задумывались над тем, почему аромат духов чувствуется на расстоянии, а не только вблизи своего источника? Нам вот стало интересно, и мы попытались разобраться в этом вопросе. И по традиции спешим поделиться своими знаниями с вами, наши любимые читатели.
Свои исследования, как и полагается, мы начали с главного – с определения понятия «запах».
Запах духов: что это такое с физической точки зрения
Запах – это не что иное, как молекулы летучих душистых веществ, улавливаемых обонятельными рецепторами нашего носа при вдохе.
Парфюм, как известно, представляет собой смесь различных душистых веществ, которые, улетучиваясь, попадают на наши обонятельные рецепторы, вследствие чего мы чувствуем запах этих духов.
Другой вопрос, как они туда попадают.
В частности, не понятно, как молекулы душистого вещества оказываются в нашем носу, если специально мы их не вдыхаем и даже, более того, находимся на некотором расстоянии от источника запаха.
Ответ на этот вопрос лежит в плоскости физики.
Чем объяснить распространение запаха духов
На школьных уроках физики процесс распространения запаха духов детям объясняют таким явлением, как диффузия.
Диффузия – это процесс обоюдного проникновения молекул одного вещества в свободные промежутки между молекулами другого вещества, приводящий к выравниванию концентрации обоих веществ во всем занимаемом объеме.
В случае с духами, улетучиваясь, молекулы душистых веществ смешиваются с молекулами воздуха, постепенно заполняя ароматом всю комнату.
Однако все не так просто, как кажется на первый взгляд.
Не вдаваясь в подробные математические расчеты, скажем, что с помощью только диффузии запах духов на расстояние 4-5м от источника распространялся бы около суток.
Однако мы обычно улавливаем его на другом конце комнаты меньше, чем через минуту.
Как объяснить такое быстрое распространение аромата в воздухе
Чтобы разобраться в этом вопросе, нам следует обратить внимание на другое физическое явление – конвекцию.
Конвекция – это вид теплообмена между более холодным и более теплым воздухом, приводящий к постоянному движению потоков воздушных масс. Например, в помещении воздух возле окон, внешних стен, вентиляционных решеток более холодный, чем в других частях комнаты. Следовательно, воздух в комнате постоянно находится в движении, хоть мы этого и не видим.
В разрезе нашей темы это значит, что диффундирующие облака частиц подхватываются мигрирующими воздушными потоками и таким образом быстро распространяются по всему помещению. На открытых пространствах происходит тот же процесс: аромат диффундирует и распространяется конвективными потоками воздуха до тех пор, пока его концентрация в воздухе не уменьшиться на столько, что мы перестанем его распознавать.
И что же нам дает это знание?
Согласно математическим расчетам распространение запаха в помещении на 4-5м с учетом конвекции произойдет примерно за 1 минуту, что в принципе довольно близко к тем данным, которые мы получили бы опытным путем.
Таким образом, именно явлением конвекции можно объяснить столь быстрое распространение аромата в воздухе. И именно конвекция, а не диффузия, как принято считать, играет главную роль в этом процессе.
Ну, что ж, теперь вы знаете, почему запах духов чувствуется на расстоянии.
Как видите, никакой магии, обычная физика. Чего не скажешь о влиянии ароматов на психо-эмоциональное состояние человека – вот где настоящие чудеса, но это уже совсем другая история 🙂
Онлайн-конференция
«Современная профориентация педагогов
и родителей, перспективы рынка труда
и особенности личности подростка»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
«Хапчерангинская основная общеобразовательная школа»
Диффузия вокруг нас.
( опытно – экспериментальная работа )
Автор: Григорьев Илья, 7 класс
Руководитель: Аксёнова Ольга Сергеевна
Учитель технологии и физики
1. Определение диффузии стр. 5
2. История открытия стр. 6
1. Описание процесса диффузии
2. Объяснение явления диффузии
3. Закономерности протекания диффузии
Роль диффузии в природе стр. 10
Влияние человека на протекание диффузии в природе стр. 11
Диффузия в растительном мире стр. 12
Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека стр. 12
Вредное проявление диффузии стр. 13
Диффузия в домашних условия стр. 13
1.Проведенные исследования стр. 15
Список использованной литературы и использованных источников стр. 19
Самое могущественное в мире то, что не видно, не слышно и неосязаемо.
Каждое утро, выпивая кружку чая, мы не догадываемся, что наблюдаем явление диффузии. Я заинтересовался этим явлением, потому что оно является одним из важных процессов в жизнеобеспечении людей и живой природы Земли.
Уже в глубокой древности, за 2500 тыс. лет до нашего времени, зародилось представление, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших частиц, недоступных непосредственному наблюдению, а лишь за после 150 лет развилось и было экспериментально обоснованно учение о молекулах и атомах – молекулярная теория. И основателей молекулярной теории был Демокрит. Суть учения Демокрита сводилась к следующему: не существует ничего, кроме атомов; атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме; различие между вещами происходит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядке; качественного различия между атомами нет. У Демокрита существует давно, однако и ныне учение основано на предположениях того времени. В основе современного положения молекулярно –кинетической лежат три утверждения, каждое из которых в настоящее время строго доказано экспериментально: вещество состоит из ; эти частицы хаотически движутся; частицы взаимодействуют друг с другом.
Учения Демокрита следует, что все тела состоят из атомов, однако атомы могут образовать молекулы. Молекулами называют мельчайшие частицы, из которых состоят различные вещества (и которые обладают свойствами этого вещества). В частицы находятся в непрерывном движении. Одним из проявления теплового движения является процесс диффузии. Заваривается чай, растворяется сахар, салфетка впитывает влагу, распространяется запах духов, разводится краска, краска проникает в бумагу, кисточка окрашивает воду это лишь небольшая часть явлений диффузии. Я заинтересовался этим явлением, потому что оно является одним из важных процессов в жизнеобеспечении людей и живой природы Земли.
Диффузия доказывает, что тела состоят из молекул, которые находятся в беспорядочном движении; диффузия имеет большое значение в жизни человека, животных и растений, в технике, а также в экологическом равновесии природы.
Явления, о которых идёт речь в данной работе, изучаются в школе. Поэтому дидактический компьютерный материал (видеофрагменты, слайды и др.) позволяет дополнить наглядный ресурс, используемый учителем на уроках физики, элективных курсах.
Объект исследования – физические явления.
Предмет исследования – диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Новизной работы является то, что создан наглядный, дидактический материал к урокам физики, к внеклассным мероприятиям по физике.
Исследовать особенности протекания диффузии в газах, жидкостях и в твердых телах и выяснить применение диффузии человеком и проявление диффузии в природе.
Рассмотреть роль диффузии в экологическом равновесии природы и влияние человека на процессы диффузии.
2. Провести некоторые опыты, демонстрирующие явление диффузии.
3. Проанализировать полученную информацию, сделать выводы о роли диффузии в экологическом равновесии природы. Раскрыть содержание понятия явления «диффузия», установить причины ее возникновения.
4. Выявить причинно-следственные связи обстоятельств, вызывающих процесс диффузии.
Гипотеза: на основе полученных исследований я смогу глубже разобраться в физических явлениях природы, а также открою для себя много нового в окружающем мире, смогу объяснять происходящие вокруг с точки зрения науки.
изучение литературных и других информационных источников;
анализ информации и результатов.
Сегодня я буду говорить об очень интересном и наиважнейшем явлении в нашей жизни. Но, а пока. Послушайте отрывок из старой ассирийской сказки «Царь Зимаар». «Был у царя умный советник Аяз, которого он очень уважал. Как обычно бывает в таких случаях, у Аяза были враги, которые его оклеветали перед царем, и тот, послушав их, заключил его в тюрьму. Когда к Аязу пришла жена, он велел ей поймать большого муравья, привязать к его лапке крепкую нитку длиной сорок метров, к свободному концу её привязать верёвку такой же длину и пустить муравья по наружной стене тюрьмы в указанном месте. Как сказал Аяз, так жена и сделала. Сам же Аяз накрошил на окно камеры сахара и муравей по запаху сахара добрался до камеры, где сидел Аяз».
Конечно же вы догадались, какое физическое явление помогло Аязу заполучить в своё распоряжение верёвку для побега!
Посмотрите на пословицы на слайде
1. Ложка дёгтя в бочке мёда.
2 Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее
3. Овощной лавке вывеска не нужна.
4 Волка нюх кормит
В моей работе я речь пойдет о диффузии.
Диффузия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму.
В 1827 году ботаник Броун наблюдал беспорядочное движение частичек цветочной пыльцы в воде. Частички были достаточно малы, и для наблюдений использовался микроскоп. Маршруты частичек не подчинялись никакой системе и были столь причудливы, что Броун вначале принял это движение за какое-то особое проявление жизни. Правильно броуновское движение было объяснено полвека спустя. Молекулы воды постоянно находятся в хаотическом движении. Это они бомбардируют с разных сторон огромную (по сравнению с ними) частицу пыльцы, заставляя ее двигаться случайным образом. Поэтому броуновское движение может служить наблюдаемым доказательством невидимого даже под микроскопом движения молекул.
При наблюдении в микроскопе взвеси цветочной пыльцы в воде Роберт Броун наблюдал хаотичное движение частиц, возникающее «не от движения жидкости и не от ее испарения».
Дальнейшие исследования диффузии.
Ж.Нолле (1748)- Открытие диффузии жидкости сквозь перегородку.
Ж.Нолле (1748)- Открытие осмоса.
Осмос- процесс односторонней диффузии через полупроницаемую мембрану молекул растворителя в сторону большей концентрации растворённого вещества (меньшей концентрации растворителя).
А.Фик (1855)- Закон диффузии.
Й.Стефан (1871)- Теория диффузии газов.
Дж.Максвелл (1866)- Теория переноса в общем виде (диффузия, теплопроводность, внутреннее трение).
К.Нейман (1872)- Предсказание термодиффузии.
Б.Феддерсен (1873)- Открытие термодиффузии.
Явление «диффузия», его сущность
Я продемонстрирую диффузию в газах, разбрызгивая в углу класса освежитель воздуха. Распространение запаха объясняется движением молекул. Это движение носит непрерывный и беспорядочный характер. Сталкиваясь с молекулами газов, входящих в состав воздуха, молекулы освежителя много раз меняют направление своего движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по всей комнате.
Процесс проникновения частиц (молекул, атомов, ионов) одного вещества между частицами другого вещества вследствие хаотичного движения называется диффузией. Таким образом, диффузия – результат хаотичного движения всех частиц вещества, всякого механического воздействия.
Движения частиц при диффузии совершенно случайны, все направления смещения равновероятны. Так как частицы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то в этих веществах возможна диффузия. Диффузия – перенос вещества, обусловленный самопроизвольным выравниванием неоднородной концентрации атомов или молекул разного вида. Если в сосуд впустить порции различных газов, то через некоторое время все газы равномерно перемешиваются: число молекул каждого вида в единице объёма сосуда станет постоянным, концентрация выравнивается.
Диффузия объясняется так. Сначала между двумя телами чётко видна граница раздела двух сред (рис.1а). Затем, вследствие своего движения отдельные частицы веществ, находящихся около границы, обмениваются местами.
Граница между веществами расплывается (рис.1б). 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 в конце концов к тому, что раствор в сосуде становится однородным (рис.1в).
Рис.1. Объяснение явления диффузии.
Закономерности протекания диффузии
Обратим внимание на закономерности протекания явления. Разница концентрации является движущей силой диффузии. Если концентрация всюду одинакова, диффузный перенос вещества отсутствует. Выравнивание концентрации в результате диффузии происходит только в отсутствие внешних сил. Если разница концентраций существует наряду с разницей температур, в электрическом поле или в условиях, когда существенна сила тяжести (при большой разнице высот), выравнивание концентрации необязательно. Примером может служить уменьшение плотности воздуха с высотой.
Обратимся к опыту. В двух стаканах налита вода, но в одном холодная, а в другом – горячая. Опустим одновременно в стаканы пакетики с чаем. Нетрудно заметить, что в горячей воде чай быстрее окрашивает воду, диффузия протекает быстрее. Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры, так как молекулы взаимодействующих тел начинают двигаться быстрее.
Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях и медленнее всего в твёрдых телах. Дело в том, что в газах и жидкостях основной вид теплового движения частиц приводит к их перемешиванию, а в твердых телах, в кристаллах, где атомы совершают малые колебания около положения узла решётки, нет.
Роль диффузии в природе:
Поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Питание, дыхание животных и растений. Проникновение кислорода из крови в ткани человека.
Примером диффузии в газах является распространение запахов в воздухе. При этом запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время. Почему же так происходит? Дело в том, что движению молекул пахучего вещества в определенном направлении мешает движение молекул воздуха.
С помощью диффузии происходит распространение различных газообразных веществ в воздухе: например, дым костра распространяется на большие расстояния.
Результатом этого явления может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. Таким же образом происходит загрязнение воздуха вредными продуктами промышленного производства и выхлопными газами автомобилей. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.
Благодаря явлению диффузии нижний слой атмосферы – тропосфера – состоит из смеси газов: азота, кислорода, углекислого газа и паров воды. При отсутствии диффузии произошло бы расслоение под действием силы тяжести: внизу оказался бы слой тяжёлого углекислого газа, над ним – кислород, выше – азот инертные газы.
В небе мы тоже наблюдаем это явление. Рассеивающиеся облака – тоже пример диффузии и как точно об этом сказано у Ф.Тютчева: «В небе тают облака…»
В жидкостях диффузия протекает помедленнее, чем в газах, но этот процесс можно ускорить, с помощью нагревания. Например, чтобы быстрее засолить огурцы, их заливают горячим рассолом. Мы знаем, что в холодном чае сахар растворится медленнее, чем в горячем.
Летом, наблюдая за муравьями, мы всегда задумывались над тем, как они в огромном для них мире, узнают дорогу домой. Оказывается, и эту загадку открывает явление диффузии. Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости
Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.
А растение растет, цветет для них тоже благодаря диффузии. Ведь мы говорим, что растение дышит и выдыхает воздух, пьет воду, получает из почвы различные микродобавки.
Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря диффузии. Акулы чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров, также как и рыбы пираньи.
Экология окружающей среды ухудшается за счёт выбросов в атмосферу, в воду химических и прочих вредных веществ, и это всё распространяется и загрязняет огромные территории. А вот деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии.
На принципе диффузии основано перемешивание пресной воды с соленой при впадении рек в моря. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.
Во всех приведенных примерах мы наблюдаем взаимное проникновение молекул веществ, т.е. диффузию. На этом процессе основаны многие физиологические процессы в организме человека и животных: такие как дыхание, всасывание и др. В общем, диффузия имеет большое значение в природе, но это явление также вредно в отношении загрязнения окружающей среды.
2. Влияние человека на протекание диффузии в природе.
К сожалению, в результате развития человеческой цивилизации оказывается негативное влияние на природу и процессы, протекающие в ней. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей, океанов. Например, можно быть уверенным, что моющие средства, слитые в канализацию, например, в Одессе, окажутся у берегов Турции из-за диффузии и существующих течений. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире в мире исчисляется десятками триллионов тонн. Примером отрицательного влияния человека на процессы диффузии в природе являются крупномасштабные аварии, произошедшие в бассейнах разных водоемов. В результате этого явления нефть и продукты ее переработки растекаются по поверхности воды и, как результат, нарушаются процессы диффузии, например: кислород не поступает в толщу воды, и рыбы без кислорода погибают.
Вследствие явления диффузии воздух загрязняется отходами разных фабрик, из-за него вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние на жизнь и функционирование животных и растений. Увеличивается площадь земель, загрязненных выбросами промышленных предприятий и т.д. Свыше 2 тыс. гектаров земли занято свалками промышленных и бытовых отходов. Один из трудно решаемых в настоящее время вопросов является вопрос утилизации промышленных отходов, в том числе токсичных.
Насущной проблемой является загрязнение воздуха выхлопными газами, продуктами переработки вредных веществ, выбрасываемыми в атмосферу различными заводами. Отмечается прямая зависимость между показателем уровня заболеваемости органов дыхания и объемом выбросов вредных веществ в атмосферу. Перечисленные примеры диффузии оказывают вредное влияние на различные процессы, происходящие в природе. (Учитывая глобальное потепление, важно исследовать изменение скорости диффузии в зависимости от повышения температуры окружающей среды.)
3. Диффузия в растительном мире
К.А. Тимирязев говорил: «Будем ли мы говорить о питании корня за счёт веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счёт другого, соседнего, – везде для объяснения мы будем прибегать к тем же причинам: диффузия».
Действительно, в растительном мире очень велика роль диффузии. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется тем, что диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. В настоящее время широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны.
Большую роль играют диффузные процессы в снабжении природных водоёмов и аквариумов кислородом. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счёт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья или ряска, покрывающие поверхность воды, могут совсем прекратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.
В процессе обмена веществ, при расщеплении сложных питательных веществ или их элементов на более простые, происходит освобождение энергии, необходимой для жизнедеятельности организма.
Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека
Несколько слов о пищеварении человека Наибольшее всасывание питательных веществ происходит в тонких кишках, стенки которых специально для этого приспособлены. Площадь внутренней поверхности кишечника человека равна 0,65 квадратных метра. Она покрыта ворсинками – микроскопическими образованиями слизистой оболочки высотой 0,2-1 мм, за счет чего площадь реальной поверхности кишечника достигает 4-5 квадратных метра, т.е. достигает в 2-3 раза больше площади поверхности всего тела. Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии.
Дыхание – перенос кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше площадь поверхности тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. Отсюда понятно, что малые организмы, у которых площади поверхности велики по сравнению с объемом тела, могут обходиться вовсе без специальных органов дыхания, удовлетворяясь притоком кислорода исключительно через наружную оболочку (если она достаточно тонка и увлажнена). У более крупных организмов дыхание через кожу может оказаться более или менее достаточным только при условии, что покровы чрезвычайно тонки (земноводные); при грубых покровах необходимы специальные органы дыхания. Основные физические требования к этим органам – максимум поверхности и минимум толщины, высокая увлажненность покровов. Первое достигается многочисленными разветвлениями или складками (легочные альвеолы, бахромчатая форма жабр).
А как же дышит человек? У человека в дыхании принимает участие вся поверхность тела – от самого толстого эпидермиса пяток до покрытой волосами кожи головы. Особенно интенсивно дышит кожа на груди, спине и животе. Интересно, что по интенсивности дыхания эти участки кожи значительно превосходят легкие. С одинаковой по размеру дыхательной поверхности здесь может поглощаться кислорода на 28% а выделяться углекислого газа даже на 54% больше, чем в легких. Однако во всем дыхательном процессе участие кожи ничтожно по сравнению с легкими, через стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью, составляет около 90-100 квадратных метров а общая площадь поверхности кожи человека около 2 квадратных метров, т.е, в 45-50 раз меньше.
Переход кислорода из легких в кровь происходит, согласно законам диффузии, вследствие разницы парциальных давлений кислорода в воздухе и в венозной крови легочных капилляров.
Вредное проявление диффузии
К сожалению, необходимо отметить и вредные проявления этого явления. Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. В настоящее время общее количество эмиссии газов в атмосферу превышает 40 миллиардов тонн в год. Избыток углекислого газа в атмосфере опасен для живого мира Земли, нарушает круговорот углерода в природе, приводит к образованию кислотных дождей. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей и океанов. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире равен примерно 10 триллионов тонн.
Загрязнение водоёмов приводит к тому, что в них исчезает жизнь, а воду, используемую для питья, приходится очищать, что очень дорого. Кроме того, в загрязненной воде происходят химические реакции с выделением тепла. Температура воды повышается, при этом снижается содержание кислорода в воде, что плохо для водных организмов. Из-за повышения температуры воды многие реки теперь зимой не замерзают. Для снижения выброса вредных газов из промышленных труб, труб тепловых электростанций устанавливают специальные фильтры, но установка их стоит очень дорого. Для предупреждения загрязнения водоемов необходимо следить за тем, чтобы вблизи берегов не выбрасывался мусор, пищевые отходы, навоз, различного рода химикаты.
Диффузия в домашних условиях.
В домашних условиях явление диффузии проявляется всюду. Когда мама на кухне режет лук, готовит курицу, варит обед или готовит маринад для заливки овощей, ароматы из кухни распространяется по всей квартире. Горючий газ-пропан, которым мы пользуемся дома для приготовления пищи, не имеет цвета. Поэтому трудно было бы сразу заметить утечку газа. А при утечке за счет диффузии газ распространяется по всему помещению, и мы ощущаем эту утечку по запаху. Между тем при определенном соотношении газа с воздухом в закрытом помещении образуется смесь, которая может взорваться. Например, от зажжённой спички. Газ может вызвать и отравление людей.
Когда лучи солнца попадают в комнату, то можно наблюдать своеобразный «танец пылинок».
По этому поводу Лукреций Кар писал:
Вот посмотри: всякий раз,
когда солнечный свет проникает
В наши жилища и мрак прорезает своими лучами,
Множество тел в пустоте, ты увидишь, мелькая,
Мечутся взад и вперёд в лучистом сиянии света.
Будто бы в вечной борьбе они бьются в сраженьях и битвах,
В схватки бросаются вдруг по отрядам, не зная покоя…
В комнатных пылинках благодаря диффузии содержатся частички плесени, молекулы тяжелых металлов, которые содержатся в мебели, отделочных материалах и других квартирных «благах цивилизации». С легкостью справляются с токсическими веществами, растворенными в воздухе комнат, комнатные цветы: плющ, пеларгония, и т. д. И все это происходит благодаря диффузии.
Всем известный столетник (алоэ) способен снизить количество вредных микробов в 4раза, а кактус в 6-7 раз уменьшает численность плесневых грибов в воздухе. Табачный дым, покрытия из линолеума приносят вред нашему здоровью. Комнатные растения (традесканция, хлорофитум) могут поглощать и разлагать токсические вещества.
Диффузия используется во многих домашних процессах:
г) окрашивание тканей;
д)стирка вещей и т.д.
IV . Проведенные исследования.
I эксперимент. Наблюдение проникновения атомов (молекул) одного вещества между молекулами другого вещества. (опыт с перманганатом калия и бумагой смоченной водой).
Цель: пронаблюдать проникновение атомов (молекул) марганцовки между атомами (молекулами) воды сделать вывод о скорости протекания диффузии.
Приборы и материалы: бумага смоченная водой, перманганат калия.
Описание опыта и полученные результаты : Взяли кусочек туалетной бумаги и капнули на него немного воды. Вода растеклась по поверхности. Взяли несколько кусочков марганцовки и положили на бумагу. Стали наблюдать за происходящим. Через 2-3 секунды, вокруг кусочков с марганцовкой образовались видимые пятна бордового цвета. А еще через 15 секунд пятна увеличились почти вдвое. Этот процесс продолжался до тех пор, пока все кусочки полностью не растворились. Здесь мы пронаблюдали проникновение атомов (молекул) марганцовки между молекулами воды. А это и есть диффузия, таким образом, процесс диффузии происходит значительное время.
II эксперимент. Наблюдение растворения кусочков гуаши в воде, при неизменной температуре ( при t = 21°С).
Цель: изучить явление протекания диффузии при комнатной температуре и сделать вывод о скорости протекания диффузии.
Приборы и материалы: емкость с водой, перманганат калия.
Описание опыта и полученные результаты :
Вывод: явление диффузии это длительный процесс, в результате которого происходит растворение твердых тел. (Приложение№1).
Ш эксперимент. Изучение зависимости скорости протекания диффузии от температуры.
Цель: изучить, как температура воды влияет на скорость протекания диффузии.
Приборы и материалы: термометры – 2 шт, часы – 1 шт, стакан – 2шт, чай.
Описание опыта и полученные результаты : (опыт приготовления чая при начальной температуре 21°С и при температуре 80° С в стаканах).
Взяли два сосуда с водой при t=21 °С и t=80 °С. Наблюдали растворение чая в воде разной температуры. Из этого опыта можно сделать вывод о том, что на скорость протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем выше скорость протекания диффузии. (Приложение №2).
IV эксперимент. Наблюдение диффузии в газах (опыт с освежителем воздуха)
Цель: изучение изменения диффузии газа в воздухе в зависимости от изменения температуры в помещении.
Приборы и материалы: часы с секундной стрелкой, освежитель воздуха.
Описание опыта и полученные результаты : В кабинете физики в одном углу распылили освежитель воздуха, и через полторы минуты почувствовали запах освежителя. Температура в кабинете в начале эксперимента составила 26 0 С. Затем кабинет проветрили температура понизилась до 18 0 С. Запах освежителя почувствовали через 5 минут. Засекалось время от начала распространения запаха в комнате, до получения явной чувствительности у людей, стоящих на расстоянии 6 м. от исследуемого объекта.
Вывод : в газах диффузия протекает значительно быстрее, чем в жидкостях. Это обусловлено тем, что между молекулами газа расстояние значительно больше, чем между молекулами жидкости, а значит и молекулы одного вещества быстрее проникают между молекулами другого вещества. Значит, и диффузия происходит быстрее, чем выше температура газов, тем быстрее происходят процессы диффузии. Например, при выбросе горячих газов из труб различных предприятий (или из выхлопных труб автомобилей) эти вредные для здоровья людей и животных вещества распространяются очень быстро. Летом это происходит еще быстрее.
V эксперимент. Наблюдение явления диффузии в жидкости
Цель: наблюдение диффузии в жидкости в зависимости от разных условий.
Приборы и материалы: стакан с холодной водой, раствор «зеленки», тарелка с горячей водой, растительное масло, пипетка.
Описание опыта и полученные результаты:
а) в стакан с водой капнули «зеленку» и пронаблюдали, как происходит процесс диффузии;
б) провели этот же опыт, поставив стакан с водой в тарелку с горячей водой, процесс произошел гораздо быстрее, чем в первом случае;
в) перед тем как капнуть в стакан с водой «зеленку», добавили в воду несколько капель растительного масла, процесс диффузии произошел гораздо медленнее, чем в первом случае.
Вывод: подобные явления под влиянием человека часто происходят в природе и оказывают на нее негативное влияние.
VI эксперимент. Влияние различных веществ на поверхности воды на процесс диффузии
Цель: изучить, как различные вещества на поверхности воды влияют на скорость испарения воды и сделать вывод о скорости протекания диффузии.
Приборы и материалы: термометры – 4 шт, часы – 1 шт, тарелки – 4 шт, теплая вода, бензин, керосин, растительное масло.
Описание опыта и полученные результаты : в тарелки была налита вода одинаковой массы и одинаковой температуры (34 градуса), затем в одну тарелку был налит бензин (5 мл), во вторую – керосин (5мл), в третью – растительное масло (5 мл), в четвертой вода оставалась чистой. Растительное масло в нашем опыте имитировало нефть. Засекалось время, через каждые 15 минут снимались показания термометров, помещенных во все жидкости. Результаты измерений зафиксированы в таблице.