Hitrost difuzije je odvisna od telesne temperature. Difuzija v trdnih snoveh, tekočinah in plinih: definicija, pogoji

Odvisnost hitrosti difuzije molekul od temperature snovi Odvisnost hitrosti difuzije molekul od temperature snovi Avtor projekta: Maxim Karapuzov, učenec 7. razreda Avtor projekta: Maxim Karapuzov, učenec 7. razreda MBOU "SECONDARY EDUCATIONAL" ŠOLA 40" BELGORODSKY OKROŽJE, STARY OSCOL Nadzornik: Gavryushina Lyudmila Konstantinovna , učiteljica fizike, učiteljica fizike, MBOU "SREDNJA ŠOLA 40" BELGORODSKY OKROŽJE, STARY Oskol

Navedba problema Zakaj se snovi mešajo? Zakaj se snovi mešajo? Kakšna je vloga difuzije v svetu okoli nas? Kakšna je vloga difuzije v svetu okoli nas? Od česa je odvisen proces difuzije? Od česa je odvisen proces difuzije?

Interpretacija rezultatov Difuzija je časovni proces. Trajanje difuzije je odvisno od temperature in vrste snovi: višja kot je temperatura, hitrejši je proces difuzije. Kot rezultat poskusov sem bil prepričan, da je hipoteza, ki sem jo postavil, v celoti potrjena. Dejansko bo z naraščajočo temperaturo difuzija molekul v tekočini hitrejša. Bolj Povprečna hitrost gibanje telesnih molekul, višja je njegova temperatura

V Medregionalna Martynova branja

Smer- raziskovanje

“V svetu fizikalnih in matematičnih znanosti”

SKRIVNOSTNA DIFUZIJA

Agejeva Uljana

Študent 2 "A"

MBOU-srednja šola št. 1

r.p. Stepnoe

Sovetsky okrožje

regija Saratov

Nadzornik:

Ageeva Veronika Gennadievna

UVOD

Cilj dela:

ü Razmislite o pojavu difuzije

Naloge:

ü dokazati, da je difuzija odvisna od temperature;

ü razmislite o primerih difuzije v domačih poskusih;

ü poskrbite, da se difuzija v različnih snoveh odvija različno.

Ustreznost:; difuzija ima velik pomen v življenju ljudi, živali in rastlin, pa tudi v tehnologiji

Zelo rada se kopam z gelom za tuširanje. Rad tudi sprašujem. In nekega dne sem pomislil:

ü Zakaj se gel raztopi v vodi?

ü Zakaj vonj gela ne izgine niti po kopanju?

Ta vprašanja sem zastavil svoji mentorici Valeriji in ona je izrekla skrivnostno besedo: »DIFUZIJA.« Takoj sem začel iskati odgovor na novo vprašanje: kaj je to? Za odgovor smo se za pomoč obrnili na učitelja fizike (ni zaman, da smo se s fiziko letos začeli seznanjati v naših krožkih). To sva slišala z Valerio.

GLAVNI DEL

DIFUZIJSKI POJAV - TEORIJA.

Difuzija- to je spontano mešanje kontaktnih snovi, ki nastane kot posledica kaotičnega (neurejenega) gibanja molekul.

Druga definicija: difuzijo(lat. diffusio- širjenje, širjenje, razprševanje) je proces prenosa snovi ali energije iz območja visoke koncentracije v območje nizke koncentracije.

Najbolj znan primer difuzije je mešanje plinov ali tekočin (če črnilo kapnemo v vodo, se tekočina čez nekaj časa enakomerno obarva).

Difuzija se pojavi v tekočinah, trdnih snoveh in plinih. Difuzija poteka najhitreje v plinih, počasneje v tekočinah in še počasneje v trdnih snoveh, kar je posledica narave toplotnega gibanja delcev v teh medijih. Pot vsakega delca plina je prekinjena črta, ker Pri trkih delci spremenijo smer in hitrost svojega gibanja. stoletja so delavci varili kovine in proizvajali jeklo s segrevanjem trdno železo v atmosferi ogljika, ne da bi imeli najmanjšo predstavo o difuzijskih procesih, ki se pojavljajo med tem procesom. Šele leta 1896 začel preučevati problem.

Angleški metalurg William Roberts-Austin je s preprostim poskusom izmeril difuzijo zlata v svincu. Zlil je tanko zlato ploščo na konec 1 palca (2,45 cm) dolgega valja iz čistega svinca, postavil valj v peč, kjer se je temperatura vzdrževala pri približno 200 °C, in ga pustil v peči 10 dni. . Izkazalo se je, da je do "čistega konca" skozi celoten valj šla precej merljiva količina zlata. To še enkrat dokazuje. da se hitrost difuzije zelo hitro poveča z naraščajočo temperaturo. Na primer, cink difundira v baker pri 300 0 C skoraj 100 milijonkrat hitreje kot pri sobni temperaturi.

Difuzija molekul je zelo počasna. Na primer, če damo kos sladkorja na dno kozarca vode in vode ne mešamo, bo trajalo več tednov, preden postane raztopina homogena.

DIFUZIJSKI FENOMEN - PRAKSA.

Našli smo fizično razlago. Spoznal sem, da je difuzijo mogoče zaslediti v številnih gospodinjskih procesih:

a) kisanje zelenjave;

b) pridobivanje sladkorja;

c) priprava marmelade;

d) barvanje tkanin;

e) pranje stvari itd.

In potem sem se, kot ponavadi, odločil, da bom skrivnost bolje spoznal. Navsezadnje vsak otrok ve: če želite razumeti, se ga morate »dotakniti«. Ali se lahko "dotaknem" difuzije?

Da bi poskušal najti odgovore na svoja vprašanja, sem nadaljeval z drugo stopnjo. Od teorije sem prešel na prakso, torej na eksperimente.

Kopam se v topli vodi. Gel za prhanje se v njej zelo hitro raztopi. zanimivo:

Ali je difuzija odvisna od temperature?

Eksperiment – ​​difuzija v tekočini

Proučevali smo hitrost raztapljanja kave in sladkorja v vodi pri različnih temperaturah.

Med poskusom sta bila uporabljena dva kozarca - hladno in topla voda. Pri kuhanju so ugotovili, da je v kozarcu tople vode proces raztapljanja hitrejši.

Poskusite z raztapljanjem barvnih bonbonov

Skupaj smo izvedli naslednji poskus. V posodi z hladna voda Postavljeni so bili 4 bonboni različnih barv. Merili smo čas. Šele po 7 minutah se je tekočina začela obarvati

Zaključek: Pojav difuzije je odvisen od temperature, pri visoki temperaturi se pojavi hitreje.

Poskus - difuzija v plinih.

Ugotovil sem difuzijske procese v tekočinah. Kaj pa vonjave, torej plini?

Ko v kuhinji sekljam čebulo, kuham večerjo, kuham kosilo ali pripravljam marinado za prelivanje zelenjave (zelo rada kuham!), se vonjave iz kuhinje širijo po stanovanju. To je tudi posledica difuzije

plini-vonji.

Smrdi? Obožujem vonjave!

Izkušnje s plini pod pritiskom

Proučevala sem odvisnost hitrosti širjenja arome v prostoru od temperature:

Aroma osvežilca se je iz enega prostora v drugega razširila v 20,53 sekunde;

nato sem razpršil osvežilec zraka v bližini namizne svetilke, čas - 14,03 sekunde.

Zaključek: Hitrost difuzije narašča s temperaturo, ker segrevanje poveča hitrost gibanja molekul.

In prav vonj je tisti, ki privablja žuželke, zato pomagajo pri opraševanju rastlin. (Obožujem vonjave po rastlinah. Mogoče sem žuželka? O tem bom moral razmišljati v prostem času)

Poskusi z manganom (penetracija je odvisna od gostote)

Uporabljena so bila jabolka različnih sort: "Siva" (2), "Antonovka" (1), "Jonathan" (3).

Pri jabolkih sorte antonovka (1) je bilo prodiranje mangana počasnejše. Ta sorta jabolk je zimska, morda je manj sočna, njihova struktura pa je bolj gosta.

Za naslednji poskus smo uporabili naslednjo zelenjavo: repa, korenje, bučke, krompir.

Po treh urah so ugotovili, da je penetracija mangana v bučo in krompir večja kot v repo in korenje. Repa in korenje imata gostejšo strukturo, globina prodiranja delcev mangana pa je bila manjša.

Zaključek: Hitrost difuzije je odvisna od gostote materialov v stiku.

— Znanstveniki so opazili zakon
Kaj če sta dve kovini blizu skupaj,
Nato čez nekaj časa na vsaki strani,
Molekule se bodo premikale ena proti drugi. In veliko ...
In če so komponente šibkejše,
Molekule se premikajo še pogumneje ...

Zato nam je tako enostavno delati s plastelinom.

RAZŠIRJENOST IN VARNOST

Vnetljiv plin propan, ki ga doma uporabljamo za kuhanje, je brezbarven. Zato bi bilo težko takoj opaziti uhajanje plina. In ko pride do puščanja, se zaradi difuzije plin razširi po prostoru, širjenje pa zaznamo po vonju. Medtem pa pri določenem razmerju med plinom in zrakom v zaprtem prostoru nastane zmes, ki lahko eksplodira. Na primer iz prižgane vžigalice. Plin lahko povzroči tudi zastrupitev ljudi.

Pozor, bodite previdni in si obvezno zapomnite številko plinskega servisa 04!

Ko sončni žarki vstopijo v prostor, lahko opazujete nekakšen "ples prašnih delcev".

Ob tej priložnosti je Lucretius Carus zapisal:

Poglejte tole: kadar koli skozi pride sončna svetloba

V naše domove in temo reže s svojimi žarki,

Veliko teles v praznini, boste videli, utripajoča,

Hitijo sem ter tja v sijočem siju svetlobe.

Kot da se v večnem boju bijejo v bitkah in bitkah,

Nenadoma hitijo v bitke v četah, ne da bi poznali mir…

Delci prahu v zaprtih prostorih zaradi difuzije vsebujejo delce plesni, molekule težkih kovin, ki jih vsebujejo pohištvo, zaključni materiali in druge stanovanjske »dobriti civilizacije«.

Sobno cvetje se zlahka spopade s strupenimi snovmi, raztopljenimi v zraku prostorov: nephrolepis, dieffenbachia, spurge, bršljan, pelargonium, sansevieria itd. In vse to se zgodi zaradi difuzije.

Znana agava (aloja) lahko zmanjša število škodljivih mikrobov za 4-krat, kaktus opuncija pa zmanjša število plesni v zraku za 6-7-krat.

Tobačni dim, so linolejski premazi škodljivi za naše zdravje. Sobne rastline(Ficus Benjamin, Tradescantia, Chlorophytum) lahko absorbirajo in razgradijo strupene snovi.

VZBUDLJIVA DIFUZIJA.

Pojav difuzije je mogoče zaslediti ne le v učbenikih. Ker sem še v 2. razredu, me je ta vidik problematike tudi zanimal. Z Valerio sva našla več zanimivih strani, ki so pokrivala vprašanja o fiziki za otroke. Pomagali so nam učiti moje sošolce o difuziji.

Težava Grigorija Osterja

Štiriletna Maša se je za mamo priplazila do ogledala in ji povsem tiho na glavo zlila tri stekleničke francoskega parfuma.

KAKO JE MAMA, KI JE SEDELA S HRBTEM PROTI MAŠI, UGANILA, KAJ SE ZGODI?

Kolya in Vitya

Nekega dne sta se srečala dva prijatelja-učenca 2 "A" - Kolya in Vitya. Dolgo se nista videla.

"In fiziko že poznam," se pohvali Kolja.

In tudi jaz vem,« pravi Vitya. In začeli so se drug drugemu hvaliti s svojim znanjem. Kolja:

to vem najmanjši delec snov je molekula".

Samo pomisli! Ampak to vem vse molekule so sestavljene iz atomov.

Ali veš to molekule lahko vidimo skozi mikroskop?

Ampak ti, Kolja, to veš manjša kot je hitrost gibanja molekul, višja je temperatura določenega telesa A?

Ne bi vedel! Vsi to vedo! Ali ste slišali to snovi so lahko v treh agregatnih stanjih: tekočem, trdnem in plinastem?
Vitya:

Seveda sem slišal! Poznam celo njihove lastnosti. Tekočine ohranijo obliko, vendar spremenijo prostornino, medtem ko trdne snovi ne ohranijo ne oblike ne prostornine. Plini spreminjajo obliko in prostornino".
Kolja:

No, potem odgovori na moje vprašanje: Ali poteka difuzija enako hitro v plinih, tekočinah in trdnih snoveh?
Vitya:

Enako. Za to je difuzija, brat.

IMA VITIA PRAV?

Kolobok.

Bila sta starec in starka.
Starec torej akustično modulira starko:
- Premakni se, stara ženska, postrgaj po kašči, označi dvigalo, poglej, če lahko strgaš moko na toroid ali elipsoid.
Starka je vzela vakuumsko črpalko, pogrebla po kašči, pometla po dvigalu in nastrgala sto kubičnih centimetrov moke.
Ustvarila je koloidno mešanico moke in kisle smetane, oblikovala kroglasto žemljico, jo termično obdelala v nenasičenih maščobnih kislinah in postavila na okno. Za kaljenje.
Žemljica je počivala, počivala, nato pa se je začela premikati: od okna do klopi, od klopi do tal, od tal do vrat, skočila je čez prag - in na vhod, od vhoda na verando, od od verande do dvorišča, od dvorišča do vrat se prevožena razdalja eksponentno poveča.
Kolobok se premika po cesti in Hare ga sreča:
- Ne zavajaj me, Hare, povedal ti bom prvi Newtonov zakon:
Obstajajo takšni referenčni sistemi, imenovani inercialni, glede na katere materialna točka brez zunanjih vplivov ohranja velikost in smer svoje hitrosti za nedoločen čas.
In enakomerno pospešeno se je kotalil po cesti - samo zajec ga je gledal!
Kolobok se premakne in volk ga sreča:
- Kolobok, Kolobok, absorbiral te bom!
- Ne absorbiraj me Sivi volk, vam bom povedal drugi Newtonov zakon:
V inercialnem referenčnem sistemu je pospešek, ki ga prejme materialna točka, neposredno sorazmeren z rezultanto vseh sil, ki delujejo nanjo, in obratno sorazmeren z njeno maso.
In pridobil je kinetično energijo - samo Volk je ujel sevanje Čerenkova!
Kolobok se premika enakomerno in medved ga sreča:
- Kolobok, Kolobok, absorbiral te bom!
- Kje me moreš, palico, vsrkati! Tu je tretji Newtonov zakon, razmislite o tem:
Materialne točke medsebojno delujejo s silami iste narave, usmerjenimi vzdolž ravne črte, ki povezuje te točke, enake velikosti in nasprotne smeri.
In spet je začel spreminjati svoj položaj v prostoru – le Medved je integriral svojo enačbo gibanja!
Kolobok se preseli in Lisica ga sreča:
- Kolobok, Kolobok, povej mi končna točka tvoja pot?
- Gibam se po antigradientu geopotenciala, ali ne vidite?
- Kolobok, Kolobok, povej mi o difuziji!
Kolobok je zapel:
Običajno difuzijo razumemo kot procese, ki jih spremlja prenos snovi, včasih pa difuzijo imenujemo tudi druge procese prenosa: toplotno prevodnost, viskozno trenje itd.
Primer difuzije je mešanje plinov (na primer širjenje vonjav) ali tekočin (če črnilo kapnemo v vodo, se tekočina čez nekaj časa enakomerno obarva). Drug primer je povezan s trdno snovjo: atomi kovin v stiku se mešajo na kontaktni meji. Difuzija delcev igra pomembno vlogo v fiziki plazme.
In Lisa pravi:
- Oh, pesem je dobra, vendar so se slušni organi poslabšali. Kolobok, Kolobok, premakni se na moje prste in spet zapoj, glasneje.
Medenjak je spremenil svoje koordinate v skladu s pogoji problema in glasneje zapel isto pesem.
In Lisa mu je spet rekla:
- Kolobok, Kolobok, sedi mi na jezik in zadnjič zapoj.
Žemlja je lisici skočila na jezik, lisica pa je zašumela! - in ga absorbiral.

stran 1

Geller in Tak-Go Sun pojasnjujeta odvisnost hitrosti difuzije od sestave jekla z dejstvom, da prisotnost dodatkov v kovini, ki imajo večjo ali manjšo afiniteto za vodik kot železo, povzroči ustrezno spremembo difuzijskega koeficienta, in s tem na spremembo aktivacijske energije procesa difuzije.

Odvisnost hitrosti difuzije snovi z nizko molekulsko maso v kristalizirajočih kopolimerih od sestave verige je prikazana na sl. 5.14, 5.15. Vidimo, da se z amorfizacijo matrice razlike med DKP in Al zmanjšujejo, v srednjem območju kopolimernih sestav (/cr 0) pa med seboj sovpadajo.

Odvisnost hitrosti difuzije primesnih elementov v trdnem topilu od velikosti zrn je dobro znana.

Zaradi odvisnosti hitrosti difuzije od temperature je sposobnost prodiranja OM v lak in druge premaze v zimskih razmerah zelo nizka. Na primer, pri -10 C OM praktično ne prodre v premaze barv in lakov.

Ker odvisnost hitrosti difuzije in relaksacije od temperature in koncentracije ni enaka, pri enakih temperaturnih in koncentracijskih pogojih C. Zato je s spremembo temperature in koncentracije možen prehod iz C.

Ker odvisnost hitrosti difuzije in relaksacije od temperature in koncentracije ni enaka, pri enakih temperaturnih in koncentracijskih pogojih C. Zato je s spremembo temperature in koncentracije možen prehod iz C.

Predstavite graf odvisnosti hitrosti difuzije in hitrosti kemijske reakcije od temperature za heterogeno reakcijo in navedite, v katerem temperaturnem območju poteka reakcija v difuzijskem in v katerem v kinetičnem območju.

Zelo pomembno je poznati odvisnost hitrosti difuzije od premera loka.

Prav tako je enostavno razložiti odvisnost hitrosti difuzije od temperature. Višja temperatura pomeni višje molekularne hitrosti in hitrejšo difuzijo. Prisotnost temperaturnih gradientov vodi do toplotne difuzije. Pojav toplotne difuzije je, da prisotnost temperaturnega gradienta v mešanici dveh plinov povzroči nastanek gradienta v relativnih koncentracijah teh komponent. Če zmes kot celota miruje, bo koncentracijski gradient v ravnotežju takšen, da je delovanje toplotne difuzije uravnoteženo z delovanjem navadne difuzije.

Prav tako je enostavno razumeti odvisnost hitrosti difuzije od temperature in tlaka. Višja temperatura pomeni višje molekularne hitrosti in hitrejšo difuzijo. več visok pritisk pomeni krajšo dolžino proste poti in počasnejšo difuzijo.

Prav tako je enostavno razumeti odvisnost hitrosti difuzije od temperature. Višja temperatura pomeni višje molekularne hitrosti in hitrejšo difuzijo. Prisotnost temperaturnih gradientov vodi do toplotne difuzije. Pojav toplotne difuzije je, da prisotnost temperaturnega gradienta v mešanici dveh plinov povzroči nastanek gradienta v relativnih koncentracijah teh komponent.

V tem delu smo ugotavljali odvisnost hitrosti difuzije bakrovih ionov v steklo od narave in količine alkalnih oksidov v steklu ter od narave oksidov zemeljskoalkalijskih elementov.

Difuzija je iz latinščine prevedena kot distribucija ali interakcija. Difuzija je zelo pomemben koncept v fiziki. Bistvo difuzije je prodiranje enih molekul snovi v druge. Med postopkom mešanja se koncentraciji obeh snovi izenačita glede na prostornino, ki jo zasedata. Snov se premika z mesta z višjo koncentracijo na mesto z nižjo koncentracijo, zaradi česar se koncentracije izenačijo.

Torej, pojav, pri katerem pride do medsebojnega prodiranja molekul ene snovi med molekule druge, imenujemo difuzija.

Ko smo preučili, kaj je difuzija, bi morali preiti na pogoje, ki lahko vplivajo na stopnjo pojavljanja tega pojava.