Чем объясняется распространение в воздухе запаха приготовленного борща
№ 56 Сборник задач по физике 7-9 класс Лукашик. Чем объяснить запахи?
Кто знает?
Чем объясняется распространение в воздухе запахов бензина, дыма, нафталина, духов и других пахучих веществ?
Диффузией молекул данного вещества между молекулами воздуха.
Попробуйте провести следующий опыт. Приготовление раствора
сахара и расчёт его массовой доли в растворе.
Отмерьте мерным ( Подробнее. )
Привет. Выручайте с ответом по физике…
Поплавок со свинцовым грузилом внизу опускают
сначала в воду, потом в масло. В обоих ( Подробнее. )
Привет всем! Нужен ваш совет, как отвечать…
Изобразите силы, действующие на тело, когда оно плавает на поверхности жидкости. ( Подробнее. )
4. Движение молекул и температура тела
Сборник задач по физике, Лукашик В.И.
56. Чем объясняется распространение в воздухе запахов бензина, дыма, нафталина, духов и других пахучих веществ?
Диффузией молекул данного вещества между молекулами воздуха.
57. Молекулы газа движутся со скоростями порядка нескольких сотен метров в секунду. Почему же в воздухе запах пролитого около нас эфира или бензина мы не чувствуем мгновенно?
Из-за многочисленных столкновений молекула многократно меняет направление вектора скорости (броуновское движение). В результате этого средняя скорость молекулы и, соответственно, скорость распространения запаха уменьшается в сотни и тысячи раз.
58. Открытый сосуд с углекислым газом уравновесили на весах. Почему со временем равновесие весов нарушилось?
Часть молекул углекислого газа, который тяжелее воздуха, ушла в атмосферу. Их объем заняли молекулы воздуха.
59. Детский резиновый шар, наполненный водородом, через несколько часов становится слабо надутым. Почему?
Молекулы водорода диффундируют через оболочку шарика.
60. Почему дым от костра по мере его подъема перестает быть видимым даже в безветренную погоду?
Потому что дым постепенно диффундирует в воздух.
61. Почему в газах и жидкостях диффузия протекает значительно быстрее, чем в твердых телах?
В жидкостях и газах молекулы более подвижны, чем в твердых телах. Вследствие этого диффузия в жидкостях и газах происходит значительно быстрее.
62. В старинной книге перед страницами с рисунками подклеены листы тонкой прозрачной бумаги. Почему на сторонах этой бумаги, соприкасающихся с рисунками, со временем появились отпечатки рисунков?
Со временем вследствие диффузии краска с рисунков проникает в прозрачную бумагу.
63. Морское животное кальмар при нападении на него выбрасывает темно-синюю защитную жидкость. Почему через некоторое время пространство, заполненное этой жидкостью, даже в спокойной воде становится прозрачным?
Это объясняется диффузией молекул жидкости в окружающее пространство.
64. Если рассматривать в микроскоп каплю сильно разбавленного молока, то можно видеть, что плавающие в жидкости мелкие капли масла непрерывно движутся. Объясните это явление.
Это объясняется беспорядочным столкновением капель масла с окружающими молекулами (броуновское движение).
65. Одинаковые кусочки сахара были брошены в стаканы с водой одновременно. В каком стакане начальная температура воды была больше (рис. 16)?
В третьем стакане, потому что растворимость сахара растет с увеличением температуры.
66. Почему не рекомендуется мокрую ткань, окрашенную в темный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью? Объясните происходящее явление.
Молекулы краски переходят на белую ткань в результате диффузии, и она окрашивается.
67. Как можно ускорить диффузию в твердых телах?
Увеличить давление и/или температуру твердых тел.
68. Где лучше сохранить детский резиновый шарик, наполненный водородом: в холодном или теплом помещении?
В холодном.
69. Один кувшин с молоком поставили в холодильник, другой оставили в комнате. Где сливки отстоятся быстрее?
В холодильнике.
Диффузия
Диффузией (от латинского «диффузио» — «распространение», «растекание») называют взаимное проникновение частиц одного вещества в другое, обусловленное движением молекул.
Диффузия в газах
Если в комнате открыть флакон с духами или зажечь ароматизированную свечу, то аромат распространится по всему объёму помещения. Благодаря хаотичному движению молекул воздуха аромат достигает любой точки комнаты.
Скорость хаотичного движения молекул воздуха составляет несколько сотен метров в секунду. При повышении температуры скорость увеличивается.
Диффузия в жидкостях
Нальём в высокий стеклянный сосуд голубой водный раствор медного купороса.
Осторожно вдоль стенок добавим дистиллированную воду. В начале эксперимента вида чёткая граница между чистой водой и раствором купороса. Эта граница будет размываться в течение долгого периода. Однажды раствор станет равномерно окрашенным. Молекулы воды смешались с молекулами медного купороса в результате хаотичного движения.
Опыт
Опыт доказывает, что молекулы жидкости беспрестанно движутся.
На анимации ниже можно увидеть процесс проникновения молекул вещества в промежутки между молекулами другого вещества.
Взаимопроникновение веществ
Диффузия в твёрдых телах
Диффузия в твёрдых телах обусловлена медленным переносом масс взаимодействующих веществ, который объясняется микроскопическим строением твердого вещества. Диффундирование, как физический процесс, используется при производстве фарфоровой, керамической посуды.
Явление диффузии объясняется хаотичным движением молекул, в процессе которого молекулы одного вещества проникают в межмолекулярные промежутки другого.
При увеличении температуры (нагревании) скорость движения молекул увеличивается. Поэтому процесс диффузии становится интенсивнее.
В горячем чае сахар растворяется быстрее. Тёплая вода лучше выполаскивает моющее средство. Запах свежей выпечки мы чувствуем вдалеке от пекарни.
Вопросы и ответы по теме диффузия
1. Где диффузия происходит очень медленно: в твёрдых телах, газах или жидкостях?
2. Верно ли утверждение, что диффузия — это явление, при котором молекулы газа, двигаясь во всех направлениях, заполняют весь сосуд?
3. Верно ли утверждение, что диффузия — это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого вещеcтва?
4. Диффузия происходит быстрее в твёрдых телах, газах или жидкостях?
5. Студент рисует акварельными красками. Чтобы воспользоваться другой краской после того, как он рисовал фиолетовой краской, он опустил кисточку в стакан с водой. Вода окрасилась в какой цвет? Как называется это физическое явление?
6. Имеются две хорошо отполированные пластинки олова и серебра. Их кладут друг на друга и сдавливают в тисках. После этого пластинки начинают постепенно нагревать. Какие из перечисленных ниже устверждений верны:
7. Слишком солёную воду для варки картофеля разбавляют водой. После этого вода станет менее солёной или более солёной?
8. Недосоленную форель обильно солят и оставляют при комнатной температуре. После этого форель станет более солёной или менее солёной?
9. При одинаковой температуре диффузия в газе идёт быстрее или медленее, чем в жидкости?
10. При одинаковой температуре диффузия в морсе идёт медленнее или быстрее, чем в воздухе?
11. Среди описанных процессов выбери примеры диффузии.
12. Как называется физическое явление, когда аромат лилий чувствуется на расстоянии? Варианты ответов: диффузия в твёрдых телах, диффузия в жидкостях, диффузия в газах или броуновское движение.
13. Как называется физическое явление, когда при растворении крупинок марганцовки в воде она окрасилась в розовый цвет? Варианты ответов: диффузия в твёрдых телах, диффузия в жидкостях, диффузия в газах или броуновское движение.
14. Как объяснить распространение в воздухе запаха приготовленного борща? Варианты ответов: а) молекулы приготовленного борща отличаются от молекул воздуха; б) происходит диффузия молекул приготовленного борща с молекулами воздуха; в) молекулы приготовленного борща состоят из атомов; г) происходит броуновское движение.
15. Почему нельзя оставлять мокрую ткань, окрашенную в тёмно-синий цвет, на длительное время в соприкосновении с жёлтой тканью?
16. Найди пословицы, в которых говорится о диффузии.
15 запахов, которые могут говорить о присутствии опасного химического вещества
Нам повезло родиться в 21 веке, а не в конце 19 или начале 20, тем самым попав под раздачу Первой или Второй мировой войны. Это были самые страшные конфликты в истории, которые унесли жизни десятков миллионов человек.
1. Кислые фрукты
Запах кислых фруктов может свидетельствовать о наличии бромбензилцианида — боевого отравляющего маслянистого вещества тёмно-коричневого цвета, которое в больших дозах может вызвать отравление цианидом и летальный исход. С этим веществом вряд ли можно столкнуться в России, даже проникнув на заброшенное военное хранилище, так как оно использовалось в ходе Первой мировой войны западными странами, входящими в блок Антанта.
2. Черёмуха или цветущая яблоня
Если чувствуешь этот запах когда-то, кроме цветения черёмухи или яблони, а рядом проходит какая-нибудь незаконная акция, беги как можно дальше, ведь это может быть хлорацетофенон. Это боевое отравляющее вещество является слезоточивым газом, который может серьёзно повредить глаза и дыхательные пути. В отличие от предыдущего вещества, оно используется и сегодня, обычно в полицейских операциях для дезориентации людей и их лёгкого захвата.
3. Сладковатый резкий запах хлорки
Хлор — одно из самых популярных бытовых средств, которое встречается и в мирной жизни. Но хлор хлору рознь, и та низкая концентрация в обеззараживающих средствах для мытья сантехники не сравнится с тем, что хранится в заводских цехах для нужд промышленности. При утечке хлора можно почувствовать характерный запах хлорки, но более резкий и сладковатый. Этот зеленовато-жёлтый газ может вызвать серьёзные повреждения дыхательных путей.
4. Анисовый или мягкий горчичный запах
За эти ароматы отвечает хлорпикрин — вещество, которое используется в фумигантных смесях в сельском хозяйстве. То есть на него можно наткнуться даже в обычной жизни, если произойдёт утечка пестицидов в агрокомплексах. Это вещество раздражает кожу и слизистые, вызывает бронхит, отёк лёгких и неконтролируемые конвульсии мышц диафрагмы, а также слезотечение и рвоту.
5. Прелое сено
Если ты чувствуешь этот запах не в чистом поле, прогуливаясь рядом со стогами сена, а где-то в городе, особенно рядом с заводами, производящими поликарбонат или красители, у нас для тебя плохие новости — это фосген. Данное вещество обладает удушающим действием, которое повреждает дыхательную систему, приводит к отёку лёгких и смерти.
6. Запах загорающейся спички
Нормально чувствовать этот запах только когда кто-то рядом зажёг спичку. В других случаях это может говорить о наличии в воздухе оксида серы, который представляет собой бесцветный газ. В высоких концентрациях он токсичен и вызывает насморк, кашель, охриплость, першение в горле, а затем удушье, расстройство речи, рвоту, отёк лёгких и затруднение глотания. В городских условиях утечки этого вещества могут происходить рядом с овощехранилищами и складами, где им окуривают продукты для уничтожения микроорганизмов. Также его используют для отбеливания материалов, которые нельзя обрабатывать хлором.
7. Чеснок или горчица
Если не планируешь отправляться на машине времени на Первую мировую войну, вряд ли столкнёшься с ипритом, который имеет такой запах. Но так как снаряды с этим газом до сих пор лежат по всей Западной Европе, на это боевое отравляющее вещество можно наткнуться даже во время прогулки по лесу в путешествии за рубеж. Иприт не оказывает немедленного действия, и симптомы начинают проявляться только через 12-36 часов после попадания вещества на кожу и слизистые. Иприт поражает глаза, носоглотку и дыхательные пути, вызывает общее отравление организма и раздражение кожи с последующим образованием пузырей, которые позже лопаются и на их месте образуются язвы.
8. Герань
Нормально ощущать запах герани, если пришёл к своей бабушке, выращивающей эти цветы. В большинстве других случаев стоит как минимум напрячься, ведь этот запах может указывать на наличие в воздухе люзита — маслянистой тёмно-коричневой жидкости, имеющей кожно-нарывное действие. Наткнуться на люзит можно разве что, если стать диггером и бродить по бункерам времён Первой мировой войны, или оказаться там, где это вещество перерабатывают для получения мышьяка.
9. Миндаль или фрукты
Опять же опасность, как и в случае с люзитом, этот запах представляет для диггеров, которые ходят там, где не нужно, в данном случае, по бункерам времён Второй мировой войны. Так пахнет табун — боевое отравляющее вещество нервно-паралитического действия, которое, при попадании на кожу или слизистые, вызывает тревогу, сужение зрачков, насморк, чрезмерное слюноотделение, одышку, потливость, замедленное сердцебиение, судороги, потерю контроля над мочевым пузырём и кишечником, паралич и остановку дыхания.
10. Яблоки, камфора или скошенное сено
Эти запахи могут указывать на другое боевое отравляющее вещество нервно-паралитического действия — зоман. Поражает нервную систему и вызывает остановку дыхания. Симптомы схожи с воздействием табуна.
11. Лук или чеснок
От боевых отравляющих веществ перейдём к чему-то более мирному. Так пахнет акрилонитрил — вещество, используемое при производстве некоторых видов каучука, акрила и композитных материалов. Это ядовитое отравляющее канцерогенное вещество раздражает слизистые оболочки и кожу, и при вдыхании в больших концентрациях может приводить к раку лёгких, а также к летальному исходу.
12. Шпроты или запах испорченной рыбы
Если неподалёку упала отработанная ступень ракеты, и ты чувствуешь запах шпрот или испорченной рыбы — беги оттуда как можно скорее. Это может быть несимметричный диметилгидразин. Это вещество имеет канцерогенные свойства и обладает сильным токсическим и мутагенным действием. Симптомами отравления являются раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательной системы, сильное возбуждение центральной нервной системы, тошнота и рвота.
13. Тухлые яйца
За этот запах отвечает сероводород. В больших концентрациях этот газ очень токсичен, вызывая головокружение, головную боль, тошноту, судороги, отёк лёгких, а также, при значительном превышении допустимой концентрации, приводит к коме и летальному исходу.
14. Уксус
Если живёшь рядом с промышленными объектами, где производят алюминий, полупроводники, сплавы металлов, синтетические масла, пластические массы или материалы из силикатов, и ощущаешь сильный запах уксуса, это может говорить о выбросе плавиковой кислоты. Это токсичное вещество вызывает острое отравление с раздражением кожи и слизистых, а также, при попадании в кровь, поражает кроветворные органы, органы пищеварения, и приводит к отёку лёгких.
15. Тухлая капуста
При разложении сераорганических соединений, например, при гниении белков, выделяется метантиол. Этот газ в небольших концентрациях содержится в кишечных газах, и именно он, вместе с другими тиолами, придаёт им неприятный запах. Также этот газ синтезируется в промышленности. В больших концентрациях метантиол является токсичным веществом, которое может поражать центральную нервную систему, вызывать головную боль, тошноту и раздражение дыхательной системы.
почему распространяется запах?
Обонятельный процесс у млекопитающих включает в себя следующие стадии:
— попадание молекул пахучего вещества в обонятельный орган;
— процесс концентрации вещества на слизистой оболочке;
— взаимодействие между молекулами пахучего вещества и рецепторными клетками;
— передача электрического сигнала в мозг;
— обработка сигнала в нейронах.
Считается, что сила ощущаемого запаха зависит от числа контактов вдыхаемых пахучих частиц с нервными окончаниями и, соответственно, числа поступающих в мозг импульсов. То есть, чем больше молекул пахучего вещества будет донесено потоком вдыхаемого воздуха до рецепторов обонятельной зоны, расположенной в глубине верхних дыхательных путей собаки, тем более сильный запах она ощутит.
Характерно, что сравнительно небольшое число типов рецепторов (от 7 до 30 у млекопитающих) соответствует широкому ряду анализируемых запахов. Видимо каждый конкретный запах воспринимается сразу несколькими типами рецепторов и именно взаимодействие молекулы пахучего вещества с теми или иными типами рецепторов позволяет различать всё то богатство запахов, которое мы ощущаем.
Пахучие вещества могут взаимодействовать с рецепторами как в газообразном состоянии, то есть в виде отдельных молекул, так и в виде кластеров, или в виде молекул, сорбированых поверхностью аэрозольных частиц. При спокойном дыхании только малая толика вдыхаемого воздуха (а вместе с ним и молекул пахучих веществ) достигает обонятельной области. В результате принюхивания (интенсивного втягивания воздуха) образуются вихревые воздушные потоки, достигающие тех областей верхних дыхательных путей, где расположены обонятельные области. Экспериментально показано, что чувствительность обонятельных клеток при влажности воздуха 60% и температуре +20° С максимальна.
Основными физическими механизмами распространения запахов являются диффузия и конвекция.
Конвекция (по латыни — «перемешивание» ) состоит во взаимном перемещении, перемешивании макрообъемов воздуха. Различают конвекцию естественную и вынужденную. Естественная конвекция — это подъём, «всплывание» нагретых воздушных масс. Пример — дым костра. Вынужденная конвекция — это движение воздушных масс под действием внешних сил отличных от выталкивающей силы. Например, ветер, сквозняки, потоки воздуха от вентиляторов.
Диффузией, в свою очередь, называется, обусловленный хаотическим тепловым движением молекул, процесс постепенного взаимного проникновения двух веществ, граничащих друг с другом.
Из этого можно сделать вывод, что в большинстве случаев запах переносится от источника до органов обоняния воздушными массами, движущимися под действием конвекции и только в отдельных специфических случаях, когда речь идёт о проникновении запаха через пористые, зернистые или волокнистые среды, ведущим механизмом переноса запаха является диффузия.