Difuzioni molekular. Difuzioni i molekulave

Absolutisht të gjithë njerëzit kanë dëgjuar për një koncept të tillë si difuzioni. Kjo ishte një nga temat në mësimet e fizikës në klasën e 7-të. Përkundër faktit se ky fenomen na rrethon absolutisht kudo, pak njerëz dinë për të. Çfarë do të thotë gjithsesi? Çfarë është ajo kuptimi fizik , dhe si mund ta lehtësoni jetën me ndihmën e tij? Sot do të flasim për këtë.

Difuzioni në fizikë: Përkufizim

Ky është procesi i depërtimit të molekulave të një lënde midis molekulave të një substance tjetër. Duke folur në gjuhë të thjeshtë, ky proces mund të quhet përzierje. Gjatë kësaj përzierja ndodh depërtimi i ndërsjellë i molekulave të një lënde ndërmjet njëra-tjetrës. Për shembull, kur bëni kafe, molekulat e kafesë së menjëhershme depërtojnë në molekulat e ujit dhe anasjelltas.

Shpejtësia e kësaj procesi fizik varet nga faktorët e mëposhtëm:

1. Temperatura.
2. Gjendja agregate e një lënde.
3. Ndikimi i jashtëm.

Sa më e lartë të jetë temperatura e një substance, aq më shpejt lëvizin molekulat. Prandaj, procesi i përzierjes ndodh më shpejt në temperatura të larta.

Gjendja e përgjithshme e materies - faktori më i rëndësishëm . Në çdo gjendje grumbullimi, molekulat lëvizin me një shpejtësi të caktuar.

Difuzioni mund të ndodhë në gjendjet e mëposhtme të grumbullimit:

1. E lëngshme.
2. Të ngurta.

Me shumë mundësi, lexuesi tani do të ketë pyetje pyetjet e mëposhtme:

1. Cilat janë shkaqet e difuzionit?
2. Ku ndodh më shpejt?
3. Si përdoret në jeta reale?

Përgjigjet për to mund të gjenden më poshtë.

Shkaqet

Absolutisht çdo gjë në këtë botë ka arsyen e vet. DHE difuzioni nuk bën përjashtim. Fizikanët i kuptojnë shumë mirë arsyet e shfaqjes së tij. Si t'i sillni ato në njeri i zakonshëm?

Me siguri të gjithë kanë dëgjuar se molekulat janë në lëvizje të vazhdueshme. Për më tepër, kjo lëvizje është e çrregullt dhe kaotike dhe shpejtësia e saj është shumë e lartë. Falë kësaj lëvizjeje dhe përplasjes së vazhdueshme të molekulave, ndodh depërtimi i tyre reciprok.

A ka ndonjë provë për këtë lëvizje? Sigurisht! E mbani mend sa shpejt filluat të nuhasni parfum apo deodorant? Dhe era e ushqimit që po përgatit nëna juaj në kuzhinë? Mbani mend sa shpejt përgatitjen e çajit ose kafesë. E gjithë kjo nuk do të kishte ndodhur nëse jo për lëvizjen e molekulave. Përfundojmë se arsyeja kryesore e difuzionit është lëvizja e vazhdueshme e molekulave.

Tani mbetet vetëm një pyetje - çfarë e shkaktoi këtë lëvizje? Ajo nxitet nga dëshira për ekuilibër. Kjo do të thotë, në një substancë ka zona me përqendrime të larta dhe të ulëta të këtyre grimcave. Dhe falë kësaj dëshire, ata vazhdimisht lëvizin nga një zonë me përqendrim të lartë në një përqendrim të ulët. Ata janë vazhdimisht përplasen me njëri-tjetrin, dhe ndodh depërtimi i ndërsjellë.

Difuzioni në gaze

Procesi i përzierjes së grimcave në gazra është më i shpejti. Mund të ndodhë si ndërmjet gazeve homogjenë ashtu edhe ndërmjet gazeve me përqendrime të ndryshme.

Shembuj të gjallë nga jeta:

1. Ju nuhatni freskuesin e ajrit përmes difuzionit.
2. Ju nuhatni ushqimin që gatuhet. Vini re se ju filloni ta ndjeni atë menjëherë, por erën e freskuesit pas disa sekondash. Kjo shpjegohet me faktin se kur temperaturë të lartë shpejtësia e lëvizjes së molekulave është më e madhe.
3. Lotët që merrni kur copëtoni qepët. Molekulat e qepës përzihen me molekulat e ajrit dhe sytë tuaj reagojnë ndaj kësaj.

Si ndodh difuzioni në lëngje?

Difuzioni në lëngje është më i ngadalshëm. Mund të zgjasë nga disa minuta deri në disa orë.

Shembujt më të mrekullueshëm nga jeta:

1. Duke bërë çaj ose kafe.
2. Përzierja e ujit dhe permanganatit të kaliumit.
3. Përgatitja e një zgjidhje kripe ose sode.

Në këto raste, difuzioni ndodh shumë shpejt (deri në 10 minuta). Sidoqoftë, nëse në proces zbatohet një ndikim i jashtëm, për shembull, duke i trazuar këto zgjidhje me një lugë, atëherë procesi do të shkojë shumë më shpejt dhe do të zgjasë jo më shumë se një minutë.

Difuzioni gjatë përzierjes së lëngjeve më të trasha do të zgjasë shumë më gjatë. Për shembull, përzierja e dy metale të lëngëta mund të zgjasë disa orë. Sigurisht, ju mund ta bëni këtë në pak minuta, por në këtë rast do të funksionojë aliazh me cilësi të ulët.

Për shembull, difuzioni kur përzieni majonezën dhe salcë kosi do të marrë një kohë shumë të gjatë. Sidoqoftë, nëse i drejtoheni ndihmës së ndikimit të jashtëm, ky proces nuk do të zgjasë as një minutë.

Difuzioni në trupa të ngurtë: shembuj

NË të ngurta ah, depërtimi i ndërsjellë i grimcave vazhdon shumë ngadalë. Ky proces mund të zgjasë disa vite. Kohëzgjatja e saj varet nga përbërja e substancës dhe struktura e saj rrjetë kristali.

Eksperimentet që vërtetojnë se ekziston difuzioni në trupa të ngurtë.

1. Ngjitja e dy pllakave të metaleve të ndryshme. Nëse i mbani këto dy pllaka afër njëra-tjetrës dhe nën presion, brenda pesë viteve do të ketë një shtresë mes tyre 1 milimetër të gjerë. Kjo shtresë e vogël do të përmbajë molekula të të dy metaleve. Këto dy pllaka do të shkrihen së bashku.
2. Një shtresë shumë e hollë ari aplikohet në një cilindër të hollë plumbi. Pas së cilës kjo strukturë vendoset në furrë për 10 ditë. Temperatura e ajrit në furrë është 200 gradë Celsius. Pasi ky cilindër u pre në disqe të hollë, u dallua shumë qartë se plumbi kishte depërtuar në ar dhe anasjelltas.

Shembuj të difuzionit në mjedis

Siç e keni kuptuar tashmë, sa më i fortë të jetë mediumi, aq më i ulët është shkalla e përzierjes së molekulave. Tani le të flasim se ku mund të arrini në jetën reale përfitim praktik nga ky fenomen fizik.

Procesi i difuzionit ndodh vazhdimisht në jetën tonë. Edhe kur shtrihemi në shtrat, një shtresë shumë e hollë e lëkurës sonë mbetet në sipërfaqen e çarçafit. Gjithashtu thith djersën. Është për shkak të kësaj që shtrati bëhet i ndotur dhe duhet ndryshuar.

Pra, manifestimi i këtij procesi në jetën e përditshme mund të jetë si më poshtë:

1. Kur lyeni me gjalpë bukë, ai përthithet në të.
2. Gjatë turshive të trangujve, kripa së pari shpërndahet me ujë, pas së cilës ujë të kripur fillon të shpërndahet me tranguj. Si rezultat, marrim një meze të lehtë të shijshme. Bankat duhet të grumbullohen. Kjo është e nevojshme për të siguruar që uji të mos avullojë. Më saktësisht, molekulat e ujit nuk duhet të shpërndahen me molekulat e ajrit.
3. Kur lani enët, molekulat e ujit dhe detergjentit depërtojnë në molekulat e pjesëve të mbetura të ushqimit. Kjo i ndihmon ata të largohen nga pllaka dhe ta bëjnë atë më të pastër.

Manifestimi i difuzionit në natyrë:

1. Procesi i fekondimit ndodh pikërisht për shkak të këtij fenomeni fizik. Molekulat e vezës dhe spermës shpërndahen, pas së cilës shfaqet embrioni.
2. Plehërimi i tokës. Duke përdorur kimikate të caktuara ose kompost, toka bëhet më pjellore. Pse po ndodh kjo? Ideja është që molekulat e plehrave të shpërndahen me molekulat e tokës. Pas së cilës ndodh procesi i difuzionit midis molekulave të tokës dhe rrënjës së bimës. Falë kësaj, sezoni do të jetë më produktiv.
3. Përzierja e mbetjeve industriale me ajrin e ndot shumë atë. Për shkak të kësaj, ajri brenda një rrezeje kilometrike bëhet shumë i ndotur. Molekulat e tij shpërndahen me molekula ajër të pastër nga zonat fqinje. Kështu bëhet më keq situatën ekologjike në qytet.

Manifestimi i këtij procesi në industri:

1. Silikonizimi është procesi i ngopjes së difuzionit me silikon. Ajo mbahet në atmosferë gazi. Shtresa e ngopur me silikon të pjesës ka fortësi jo shumë të lartë, por rezistencë të lartë ndaj korrozionit dhe rezistencë të shtuar ndaj konsumit në uji i detit, nitrik, klorhidrik në acidet sulfurike.
2. Difuzioni në metale luan një rol në prodhimin e lidhjeve rol të madh. Për të marrë një aliazh me cilësi të lartë, është e nevojshme të prodhohen lidhje në temperatura të larta dhe me ndikime të jashtme. Kjo do të përshpejtojë ndjeshëm procesin e difuzionit.

Këto procese ndodhin në fusha të ndryshme industria:

1. Elektronike.
2. Gjysmëpërçues.
3. Inxhinieri mekanike.

Siç e kuptoni, procesi i difuzionit mund të ketë efekte pozitive dhe negative në jetën tonë. Ju duhet të jeni në gjendje të menaxhoni jetën tuaj dhe të maksimizoni përfitimet e këtij fenomeni fizik, si dhe të minimizoni dëmin.

Tani ju e dini thelbin e një fenomeni të tillë fizik si difuzioni. Ai konsiston në depërtimin e ndërsjellë të grimcave për shkak të lëvizjes së tyre. Dhe në jetë absolutisht gjithçka lëviz. Nëse jeni student, atëherë pasi të lexoni artikullin tonë, patjetër do të merrni notën 5. Ju urojmë fat!

DIFFUSION - transferimi i një lënde për shkak të barazimit të përqendrimit të saj në origjinal sistem heterogjen. Difuzioni është një nga fazat e shumta proceset teknologjike(adsorbimi, tharja, nxjerrja etj.).

Difuzioni ndodh në gaze, lëngje dhe trupa të ngurtë. Mekanizmi i difuzionit në këto substanca është dukshëm i ndryshëm.

Difuzioni molekular është transferimi i një lënde të shpërndarë që shkaktohet nga lëvizja termike e rastësishme e molekulave, atomeve, joneve dhe grimcave koloidale. Përshkruhet difuzioni molekular Së pari Ligji i Fikut, sipas të cilit masa e një lënde dm, duke u shpërndarë me kalimin e kohës dt përmes një sipërfaqe elementare dS(normale me drejtimin e difuzionit), proporcionale me gradientin e përqendrimit dc/dx të kësaj substance:

Nga shprehja (2.2.1.2) rezulton se fluksi specifik i një lënde i transferuar nga difuzioni molekular nëpër një sipërfaqe njësi S për njësi të kohës t, ose shpejtësia e difuzionit molekular, është:

(2.2.1.3)

Gradient përqendrimi dc/dx paraqet ndryshimin e përqendrimit të një lënde difuzive për njësi gjatësi të normales ndërmjet dy sipërfaqeve me përqendrime konstante por të ndryshme.

Faktori i proporcionalitetit D në shprehjen e ligjit të Fikut quhet koeficienti i difuzionit molekular, ose thjesht koeficienti i difuzionit. Shenja minus në anën e djathtë të ekuacionit që përshkruan ligjin e Fick-ut tregon se difuzioni molekular vazhdon gjithmonë në drejtim të uljes së përqendrimit të komponentit të shpërndarë.

Sipas ekuacionit (2.2.1.1), shprehet koeficienti i difuzionit si më poshtë:

prej nga vijon kuptimi fizik i koeficientit D(përpara shkurtimit të të njëjtave vlera). Koeficienti i difuzionit tregon se sa masë e një substance shpërndahet për njësi të kohës nëpër një sipërfaqe njësi me një gradient përqendrimi të barabartë me njësinë.

Koeficienti i difuzionit molekular është konstante fizike, duke karakterizuar aftësinë të kësaj substance depërtojnë përmes difuzionit në një mjedis të palëvizshëm. Madhësia D, pra, nuk varet nga kushtet hidrodinamike, në të cilën zhvillohet procesi.

Vlerat e koeficientit të difuzionit D janë një funksion i vetive të substancës që shpërndahet, i vetive të mediumit përmes të cilit ajo shpërndahet, i temperaturës dhe i presionit. Zakonisht vlerat D rritet me rritjen e temperaturës dhe uljen e presionit (për gazrat). Në çdo rast specifik vlera e koeficientit të difuzionit molekular përcaktohet nga të dhënat eksperimentale ose nga ekuacionet teorike dhe gjysmëempirike, duke marrë parasysh temperaturën dhe presionin në të cilin ndodh procesi i difuzionit.

Difuzioni konvektiv ndryshe nga molekulare, shkaktohet nga lëvizja e fazave si rezultat i lëkundjes, trazimit, ndryshimeve të temperaturës dhe ndikimeve të tjera të jashtme. Në një mjedis të lëngshëm ose të gaztë, ky është lloji kryesor i difuzionit që kryhet duke lëvizur brenda një faze të caktuar rrymat konvektive, që mbart një substancë të përhapur. Transferimi i tij ndodh për shkak të lëvizjes së vëllimeve individuale shumë të vogla (elementare) të lëngut ose faza e gaztë, dhe substancat brenda këtyre vëllimeve elementare transferohen përmes difuzionit molekular, karakteristik për fazën stacionare, që është vëllimi elementar i lëngut ose i gazit.

Difuzioni konvektiv është një proces më i shpejtë se difuzioni molekular: shpejtësia e tij është 10-12 herë më e lartë.

Difuzioni molekular kryhet me shpenzimet e veta lëvizje termike molekulat ( Lëvizja Browniane). Tipari kryesor i procesit të difuzionit molekular është palëvizshmëria e ndërsjellë e fazave (në në këtë rast material bimor dhe ekstraktues). Duke ndodhur në faza stacionare, difuzioni molekular është një proces i ngadaltë.

Përkufizimi 1

Difuzioni i molekulave karakterizohet nga procesi i transferimit të substancës së shpërndarë dhe shkaktohet nga lëvizja kaotike e vetë molekulave.

Difuzioni i molekulave kryhet pa lëvizje vizuale të seksioneve fazore, lëvizje molekulare do të jetë termike. Difuzioni molekular është një proces transporti spontan i substancave nën ndikimin e gradientit të përqendrimit të tyre.

Difuzioni i përqendrimit do të quhet nëse provokohet nga një shpërndarje jo uniforme e përqendrimit të përbërësve të përzierjes.

Thelbi i difuzionit molekular

Difuzioni molekular është përshkruar mirë në ligjin e Fick-ut (i pari). Sipas këtij ligji, sasia e substancës $dM$ që është shpërndarë gjatë kohë të caktuar$dt$ përmes sipërfaqes elementare $dF$, do të bëhet proporcionale me gradientin e përqendrimit $\frac(dc)(dn)$ të një substance të tillë:

$dM = -(DdFdx)\frac(dc)(dn)$ (1)

$M = -(DFx)\frac(dc)(dn)$ (2)

Nga formula e dytë rrjedh se fluksi specifik i një substance të transferuar nga difuzioni molekular përmes një sipërfaqeje njësie $F$ është ekuivalente me unitetin, për njësi të kohës $t$ (shkalla e difuzionit molekular) do të jetë:

$q_m = \frac(M)(Fx) = -(D)\frac(dc)(dn)$ (3)

Sipas strukturës së tij, ligji i Fick-ut është i ngjashëm me ligjin e Furierit, detyrat e të cilit përfshijnë përshkrimin e transferimit të nxehtësisë për shkak të përçueshmërisë termike. Në këtë rast, analog i gradientit të temperaturës në këtë rast do të jetë gradienti i përqendrimit, i cili karakterizon ndryshimin në përqendrimin e substancës së shpërndarë për njësi gjatësi të normales midis sipërfaqeve me përqendrime konstante, por të pabarabarta.

Koeficienti i difuzionit molekular

Për sa i përket koeficientit të proporcionalitetit $D$, në shprehjen e ligjit të Fick-ut do të quhet koeficienti i difuzionit të molekulave. Sipas formulës së parë (1), koeficienti i difuzionit shprehet si më poshtë:

$D = \majtas(\frac(Mdn)(dcFx)\djathtas) = ​​\frac(m^2)(s)$ (4)

Koeficienti i difuzionit tregon sasinë e një substance që do të shpërndahet për njësi të kohës nëpër një sipërfaqe me një gradient përqendrimi njësi. Koeficienti i difuzionit $D$ mund të konsiderohet një analog i koeficientit të difuzivitetit termik $a$.

Koeficienti i difuzionit molekular konsiderohet një konstante fizike që karakterizon vetinë e depërtimit të një substance të caktuar përmes procesit të difuzionit në një mjedis të palëvizshëm. Kështu, vlera e $D$ nuk do të varet nga kushtet hidrodinamike në të cilat ndodh procesi.

Vlerat e koeficientit të difuzionit $D$ do të fillojnë të rriten me rritjen e treguesve të tillë si presioni dhe temperatura. Vlera e $D$ në çdo rast të konsideruar individualisht do të përcaktohet sipas ekuacioneve teorike ose gjysmë-empirike, me konsideratë të detyrueshme të presionit dhe temperaturës.

Shënim 1

Koeficientët e difuzionit të gazit në një mjedis tjetër gazi do të marrin vlerat 0,1 – 1 $cm^3/s$. Në të njëjtën kohë, nëse gazi shpërndahet në lëng, ato do të arrijnë afërsisht 1 $cm^3/ditë $. Kështu, difuzioni i molekulave është një proces mjaft i ngadaltë, veçanërisht në një mjedis të lëngshëm.

Shembuj të difuzionit molekular

Shënim 2

Difuzioni konsiderohet në fizikë si një proces që kryhet niveli molekular dhe përcaktohet nga natyra e rastësishme e molekulave që lëvizin veçmas. Shpejtësia e difuzionit rezulton të jetë proporcionale, pra, me shpejtësinë mesatare të molekulave. Procesi i difuzionit përcaktohet nga shpejtësia maksimale termike e molekulave. Kjo i referohet shpejtësisë së molekulave të masës më të vogël.

Difuzioni karakterizon procesin e transferimit të energjisë (ose materies) nga një medium përqëndrim të lartë në të njëjtën mënyrë, vetëm me një të ulët. Shembulli më i zakonshëm i difuzionit është procesi i përzierjes së gazeve (lëngjeve) (mund të jepet një shembull i një pike boje që bie në ujë dhe ngjyrosja e saj e njëtrajtshme pasuese).

Si një tjetër një shembull i ndritshëm Difuzioni i molekulave mund të jetë një eksperiment me një trup të ngurtë. Pra, kur njëra skaj i shufrës nxehet ose ngarkohet elektrike, nxehtësia do të fillojë të përhapet (si dhe rrymë elektrike) në drejtim nga pjesa e nxehtë, e cila është e karikuar, në të ftohtë (jo të karikuar).

Në një situatë me një shufër metalike, ajo është e fiksuar zhvillim të shpejtë difuzion termik me lëvizje pothuajse të menjëhershme të rrymës. Në rastin e një shufre sintetike, ne vërejmë një difuzion të ngadaltë termik dhe një difuzion shumë të ngadaltë të grimcave të ngarkuara elektrike.

Difuzioni i molekulave si proces do të ndodhë me një ritëm edhe më të ngadaltë. Për shembull, një copë sheqer (me kusht që të futet në ujë dhe pa e përzier më pas) do të bëhet një masë homogjene me ujë vetëm pas disa javësh.

Procesi i difuzionit të njërit do të jetë më i ngadalshëm të ngurta tek një tjetër. Kështu, bakri i veshur me një shtresë ari do të mbetet për disa mijëra vjet përpara se të thithë shtresën që përmban arin në sipërfaqen e tij. Për më tepër, thellësia e depërtimit pas kësaj kohe do të jetë vetëm disa mikrometra.

1. Njohja me lëvizjen termike

Sipas ide moderne, atomet dhe molekulat që përbëjnë lëndën janë në lëvizje të vazhdueshme kaotike. Kjo lëvizje quhet termike.

Lëvizja termike nuk mund të shihet me sy të lirë, sepse molekulat janë shumë të vogla.

Megjithatë, ka shumë dukuri fizike që mund të shpjegohen vetëm duke u mbështetur në faktin se molekulat janë vazhdimisht në lëvizje.

Oriz. 2.15. Duke përdorur një gyp me një grykë të gjatë, mund të derdhni me kujdes zgjidhjen e sulfatit të bakrit në fund të një gote me ujë.

Oriz. 2.16. Vëzhgimi i fenomenit të difuzionit në lëngje: si rezultat i difuzionit, kufiri i mprehtë midis tretësirës së sulfatit të bakrit dhe ujit gradualisht zhduket.

2. Kujtoni përkufizimin e difuzionit

Një provë e padiskutueshme e lëvizjes së molekulave është një fenomen fizik që është i njohur për ju nga rrjedha e historisë natyrore - difuzioni (nga latinishtja diffusio - përhapje, përhapje).

Le të kujtojmë se difuzioni është depërtimi i ndërsjellë i substancave kontaktuese në njëra-tjetrën, që ndodh si rezultat i lëvizjes termike (kaotike) të molekulave (atomeve).

3. Vëzhgojmë difuzionin në gaze dhe lëngje

Mos harroni se çfarë ndodh nëse derdhni një substancë aromatike, si parfumi, diku në një dhomë - era e saj së shpejti do të ndihet kudo. Kjo do të thotë që molekulat e substancës së aromës, duke lëvizur, bien në zbrazëtirat midis molekulave të ajrit që mbushin dhomën, pra vërehet difuzioni. Është si rezultat i difuzionit të gazrave që nuhasim bukën e sapopjekur nga një furrë buke ose erën e barit të ngrohur nga dielli.

Difuzioni mund të vërehet edhe në lëngje. Le ta bëjmë këtë eksperiment. Në një enë transparente me ujë të pastër duke përdorur një hinkë, hidhni tretësirën e sulfatit të bakrit në mënyrë që lëngjet të mos përzihen (Fig. 2.15). Së pari, ne vëzhgojmë një kufi të mprehtë midis ujit dhe solucionit të sulfatit të bakrit. Duke e lënë enën vetëm për disa ditë, do të shohim se i gjithë lëngu në enë ka marrë një ngjyrë bruz (Fig. 2.16). Për më tepër, përzierja e lëngjeve ka ndodhur pa ndërhyrje nga jashtë. Procesi i difuzionit është paraqitur në mënyrë skematike në Fig. 2.17. Eksperimente të shumta tregojnë se difuzioni në lëngje vazhdon shumë më ngadalë sesa në gaze. Difuzioni ndodh edhe më ngadalë në trupat e ngurtë. Pse? Përgjigja e kësaj pyetjeje duhet kërkuar në veçoritë e renditjes së molekulave të gazeve, lëngjeve dhe lëndëve të ngurta.

4. Zbuloni se si lidhen shpejtësia e lëvizjes së molekulave dhe temperatura

Le të përgatisim dy enë, siç tregohet në Fig. 2.15. Ne do të vendosim një nga anijet në vend i ngrohtë, e dyta - në të ftohtë. Duke parë enët pas ca kohësh, do të bindemi se difuzioni ndodhi shumë më shpejt në një zgjidhje të ngrohtë.

Nëse temperatura rritet, shpejtësia e difuzionit në gaze gjithashtu rritet.

Varësia e shkallës së difuzionit nga temperatura është veçanërisht e dukshme për trupat e ngurtë. Kështu, drejtoi metalurgu anglez William Robert Austin përvojën e radhës. Ai shkriu një disk të hollë ari në një cilindër plumbi (Fig. 2.18a) dhe e vendosi këtë cilindër në një furrë për disa ditë, ku temperatura u mbajt në rreth 400 °C. Doli që ari u shpërnda në të gjithë cilindrin (Fig. 2.18, b); Ndërkohë në temperaturën e dhomës pothuajse nuk u vu re difuzion.

Kështu, ne kemi gjetur se sa më e lartë të jetë temperatura e substancës, aq më i shpejtë ndodh difuzioni, d.m.th. molekulat lëvizin më shpejt.

Eksperimentet mjaft komplekse tregojnë se në çdo temperaturë në një substancë ka molekula që lëvizin mjaft ngadalë, dhe molekula shpejtësia e të cilave është e lartë. Nëse numri i molekulave të një lënde me shpejtësi të lartë rritet, d.m.th. rritet shpejtësi mesatare molekulave, kjo do të thotë se rritet edhe temperatura e substancës.

5. Le të mësojmë për difuzionin në natyrë dhe zbatimin e tij në teknologji

Fenomeni i difuzionit është shumë i zakonshëm në natyrë. Nëpërmjet difuzionit, dioksidi i karbonit hyn në gjethet e bimëve; oksigjen nga ajri - deri në fund të rezervuarëve; lëndët ushqyese absorbohen në zorrët; oksigjeni nga mushkëritë hyn në gjak, dhe nga gjaku në inde, etj.

Difuzioni përdoret gjerësisht në teknologji. Një shembull është saldimi me metal të shpërndarë. Copat e metalit shtypen fort së bashku dhe nxehen në një temperaturë të lartë, por nën pikën e shkrirjes. Në kryqëzim, ndodh difuzioni dhe pjesët e metalit duket se rriten së bashku.

Oriz. 2.17. Paraqitja skematike e procesit të difuzionit: molekulat e një lëngu depërtojnë në hapësirat midis molekulave të një tjetri dhe, si rezultat, me kalimin e kohës lëngjet përzihen plotësisht.

Oriz. 2.11 Eksperiment mbi vëzhgimin e difuzionit në trupat e ngurtë: a - cilindër plumbi me pllakë ari të salduar; b - i njëjti cilindër në fund të eksperimentit

• Le ta përmbledhim

Atomet dhe molekulat që përbëjnë lëndën janë në lëvizje të vazhdueshme kaotike. Kjo lëvizje quhet termike, pasi një rritje në temperaturën e një substance korrespondon me një rritje të shpejtësisë mesatare të lëvizjes së molekulave (atomeve) të saj.

Një nga provat e lëvizjes së grimcave të materies është fenomen fizik, i cili quhet difuzion. Difuzioni është depërtimi i ndërsjellë i substancave kontaktuese në njëra-tjetrën, që ndodh si rezultat i ndikimit termik. lëvizje kaotike molekulat (atomet).

• Pyetje sigurie

1. Si quhet lëvizja termike?

2. Përcaktoni difuzionin.

3. Jepni shembuj të difuzionit në gaze, lëngje dhe trupa të ngurtë.

4. Nga çfarë varet shpejtësia e difuzionit? Shpjegoni arsyet e kësaj varësie.

5. Jepni shembuj të difuzionit në natyrë.

Ushtrime

1. Cili është ndryshimi midis ujit të ftohtë dhe ujit të nxehtë në një "pamje molekulare"?
2. Në cilën gjendje të materies (të gaztë, të ngurtë apo të lëngët) difuzioni ndodh më shpejt? Pse?
3. Dioksidi i karbonit më i rëndë se gazrat e tjerë, por është i pranishëm në shtresat e sipërme atmosferë. Shpjegoni këtë fenomen.
4. Ndalohet transportimi i lëndëve të tilla si vajguri, benzina dhe bojërat me ushqim. Pse?
5. Shpejtësia e molekulave të gazit është disa qindra metra në sekondë. Pse e nuhasim lëngun e derdhur jo menjëherë, por pas njëfarë kohe?
6 Pse çaji zihet me ujë të valë dhe jo ujë të ftohtë? 7. Pse kumbulla e thatë fryhet në ujë? 8 Një copë e njëjtë sheqeri u hodh në dy gota ujë në të njëjtën kohë (shih foton). Në cilën gotë ishte më e lartë temperatura fillestare e ujit?
9. Duke ndjerë rrezikun, kallamari lëshon një lëng mbrojtës blu të errët. Pse pas ca kohësh uji i ngjyrosur nga ky lëng edhe brenda gjendje e qetë bëhet sërish transparente?

10. A mendoni se është e saktë të thuhet se aroma e bukës së freskët nga një furrë buke përhapet vetëm në drejtimin që fryn era? Arsyetoni përgjigjen tuaj.

• Detyra eksperimentale

1. Fryj dy tullumbace. Vendosni një top në një vend të ngrohtë, të dytin në një vend të ftohtë. Pas një dite, krahasoni se cili balonë ishte më pak i shfryrë. Pse?
2. Përgatitni një tretësirë ​​të fortë të kripës së kuzhinës. Hidheni në një gotë ujë të pastër, më pas përdorni një hinkë për të derdhur me kujdes tretësirën e kripës në fund të gotës (shih foton). Shijoni lëngun e sipërm për t'u siguruar që nuk është i kripur. Lëreni gotën për një ditë dhe më pas provoni përsëri ujin. Çfarë rezultati keni marrë? Shpjegojeni.

3. Merrni dy gota me mure të hollë. Hidhni ujë të ftohtë në njërën prej tyre, ujë të nxehtë në tjetrin. Përdorni një pipetë për të hedhur disa pika në fund të çdo gote. çaj të fortë. Shpjegoni rezultatet.

• Fizika dhe teknologjia në Ukrainë

Ivan Pavlovich Pulyuy (1845-1918) lindur në rajonin e Ternopilit.

Shkencëtarët shënojnë veçanërisht punën e Ivan Pulyuy në terren fizika molekulare- të dhëna për koeficientët e fërkimit të brendshëm dhe difuzionit të gazeve dhe avullit. Këto të dhëna janë pika fillestare për llogaritjen e sasive të tilla mikroskopike si rruga mesatare e lirë e molekulave, numri i tyre në një molekulë gram etj. Në fushën e inxhinierisë elektrike, Ivan Pulyuy përmirësoi teknologjinë për prodhimin e llambave të ndriçimit dhe ishte i pari që studioi dritë neoni. Me pjesëmarrjen e Pulyuy, u lançuan një numër termocentralesh DC në Austro-Hungari, si dhe i pari në Evropë më rrymë alternative. Pulyu dha një kontribut të rëndësishëm në studimin e rrezeve X.

Fizika. Klasa e 7-të: Libër mësuesi / F. Ya Bozhinova, N. M. Kiryukhin, E. A. Kiryukhina. - X.: Shtëpia botuese "Ranok", 2007. - 192 f.: ill.

Përmbajtja e mësimit përvijimi i mësimit dhe prezantimi i kornizës mbështetëse të mësimit teknologjive interaktive metodat e mësimdhënies me përshpejtues Praktikoni teste, testimi i detyrave dhe ushtrimeve online, punëtori për detyra shtëpie dhe pyetje trajnimi për diskutimet në klasë Ilustrime materiale video dhe audio fotografi, fotografi, grafikë, tabela, diagrame, komike, shëmbëlltyra, thënie, fjalëkryqe, anekdota, shaka, citate Shtesa këshilla për artikujt kureshtarë (MAN) literatura bazë dhe fjalor shtesë i termave Përmirësimi i teksteve dhe mësimeve korrigjimi i gabimeve në tekstin shkollor, zëvendësimi i njohurive të vjetruara me të reja Vetëm për mësuesit planet kalendarike programet e trajnimit rekomandimet metodologjike

- dukuria e depërtimit të molekulave të një lënde në hapësirat ndërmjet molekulave të një lënde tjetër.

E nuhasim parfumin në një distancë nga shishja. Kjo shpjegohet me faktin se molekulat e parfumit, si molekulat e ajrit, lëvizin. Ka boshllëqe midis molekulave. Molekulat e parfumit depërtojnë në boshllëqet midis molekulave të ajrit dhe molekulat e ajrit depërtojnë në boshllëqet midis molekulave të parfumit.

Eksperimentet tregojnë se difuzioni në gazra - procesi më i shpejtë, në lëngje ai vazhdon shumë më ngadalë, por mund të vërehet madje në trupat e ngurtë . Duke lidhur dy shufra metalesh të ndryshme, për shembull bakri dhe alumini, me sipërfaqe të lëmuara mirë dhe duke i lënë në këtë pozicion për kohë të gjatë(për 4-5 vjet), ne do të zbulojmë bashkimin e tyre për shkak të depërtimit të atomeve të bakrit në kampionin e aluminit dhe, anasjelltas, depërtimin e atomeve të aluminit në atë të bakrit.

Difuzioni në gaze ndodh më shpejt se në lëngje sepse gazrat kanë një densitet më të vogël se lëngjet, d.m.th. molekulat e gazit ndodhen në distanca të gjata nga njëri-tjetri. Difuzioni ndodh edhe më ngadalë në trupat e ngurtë, pasi molekulat e trupave të ngurtë janë edhe më afër njëra-tjetrës sesa molekulat e lëngjeve.

Shkalla e difuzionit varet jo vetëm nga gjendja e grumbullimit substancave, por edhe në temperaturë . Në temperatura më të larta, difuzioni do të ndodhë më shpejt. Kjo ndodh sepse molekulat lëvizin më shpejt me rritjen e temperaturës. Shpejtësia e lëvizjes së molekulave dhe temperatura e trupit janë të ndërlidhura. Sa më e lartë të jetë shpejtësia mesatare e lëvizjes së molekulave të një trupi, aq më e lartë është temperatura e tij.

Manifestimi i difuzionit: ngjyrosje, ngjitje, depërtim lëndë ushqyese nga zorrët në gjak.

Artikulli i mëparshëm: Sa është shpejtësia e dritës Artikulli vijues: Lëkundjet harmonike Formula e fizikës së frekuencës së lëkundjeve