• admin
  • Комментариев: 0
  • Просмотров: 13 120
  • 31-08-2015, 22:28

Для того щоб розчинився цукор у чаї швидше, його потрібно розмішати. Але, виявляється, якщо цього не робити, то все одно через деякий час весь цукор розчиниться, і чай стане солодким. У ході цього уроку ви дізнаєтеся, що таке мимовільне перемішування речовин пояснюється безперервним хаотичним рухом молекул, а називається таке явище дифузією.

Тема: Початкові відомості про будову речовини

Урок: Дифузія 

1. Що таке дифузія?

У нашому повсякденному житті ми іноді не помічаємо деяких фізичних явищ. Наприклад, хтось відкрив флакон з духами, і ми, навіть перебуваючи на великій відстані, відчуємо цей запах. Піднімаючись сходами до своєї квартири, ми можемо відчути запах їжі, приготовленої вдома. Ми опускаємо в склянку з гарячою водою пакетик з заваркою для приготування чаю, і навіть не помічаємо, як заварка забарвлює всю воду в чашці.

Рис. 1. Хоча чайна заварка знаходиться всередині пакетика, вона забарвлює всю воду в чашці

Всі перераховані явища пов'язані з одним і тим же фізичним явищем, яке називається дифузією. Відбувається вона тому, що молекули одного та іншого речовини взаємно проникають один між одним.

Дифузія – це мимовільне взаємне проникнення молекул однієї речовини в проміжки між молекулами іншої.

У цьому визначенні важливим є кожне слово: і мимовільне, і взаємне, і проникнення, і молекул.

2. Досліди, що демонструють явище дифузії

Якщо налити в посудину розчин мідного купоросу (блакитного кольору), а зверху акуратно, не допускаючи перемішування, налити чисту воду, то можна помітити, що спочатку досить чітка межа між водою і мідним купоросом з часом стає все більш розмитою. Якщо продовжувати досвід протягом тижня, ця межа зовсім зникне, і рідина в посудині стане рівномірно забарвленою.

Рис. 2. Дифузія розчину мідного купоросу у воді

Значно швидше відбувається процес дифузії в газах. Візьмемо скляний циліндричний посудину без дна і прикріпимо до його внутрішньої поверхні вертикальні смужки універсального індикаторного паперу. Ці смужки мають здатність змінювати свій колір під дією парів деяких речовин. Наллємо невелика кількість такої речовини на дно чашки і помістимо в цю чашку циліндричний посудину. Ми побачимо, що спочатку індикаторні смужки змінять свій колір їх нижньої частини, але вже через 10-20 секунд смужки набувають яскраво-синє забарвлення по всій довжині. Це значить, що повітря і газоподібна речовина мимовільно перемішалися між собою, тобто відбулося взаємне проникнення молекул однієї речовини в проміжки між молекулами іншого, означає відбулася дифузія.

Рис. 3. В результаті дифузії парів летючих речовин забарвлення смужок індикаторного паперу змінюється спочатку внизу, а потім по всій довжині

3. Вплив температури на швидкість дифузії

Виявляється, на швидкість дифузії певних речовин можна впливати. Щоб переконатися в цьому, візьмемо дві склянки, один з гарячою, а інший з холодною водою. Насыплем в обидві склянки однакову кількість розчинної кави. В одному з склянок дифузія піде набагато швидше. Як підказує вам життєвий досвід, дифузія відбувається тим швидше, чим вище температура дифундують речовин.

Рис. 4. Вода в правому склянці має більш високу температуру, і тому дифузія розчинної кави в ньому відбувається швидше

Чим вище температура речовин, тим швидше відбувається дифузія.

4. Дифузія в твердих тілах

Може відбуватися дифузія в твердих тілах? На перший погляд – ні. Але досвід дає іншу відповідь на це питання. Якщо поверхні двох різних металів (наприклад, свинцю і золота) добре відполірувати і щільно притиснути один до одного, то взаємне проникнення молекул металів можна зареєструвати на глибину близько одного міліметра. Правда, для цього знадобиться час на кілька років.

Рис. 5. Дифузія в твердих тілах відбувається вкрай повільно

5. Висновки

- Дифузія відбувається в газах, рідинах та твердих тілах, але час, необхідний для протікання дифузії, значно різниться.

- Швидкість дифузії можна збільшити, збільшуючи температуру дифундують речовин.

 

Список літератури

1. Перышкин А. В. Фізика. 7 кл. – 14-е изд., стереотип. – М: Дрофа, 2010.

2. Перышкин А. В. Збірник задач з фізики, 7 – 9 кл.: 5-е изд., стереотип. – М: Видавництво «Іспит», 2010.

3. Лукашик В. І., Іванова О. В. Збірник задач з фізики для 7 – 9 класів загальноосвітніх установ. – 17-е изд. – М: Просвітництво, 2004.