Przykłady dyfuzji ciał stałych i gazów. VII

Slajd 4

Trzy stany skupienia

Wymiary cząsteczki wynoszą około 10‾¹ºm

Powtórzmy

Slajd 5

„Jedno doświadczenie cenię ponad 1000 opinii zrodzonych z wyobraźni”

M. V. Łomonosow

• Źródła wiedzy fizycznej

Slajd 6

Ruch Browna

Robert Brown w 1827 roku obserwując pod mikroskopem zawiesinę pyłku roślinnego odkrył, że cząstki znajdują się w ciągłym ruchu, opisując złożone trajektorie.

Slajd 8

Zaobserwowano dyfuzję

• W gazach
• W płynach
• W ciałach stałych

Slajd 9

Aromatyczne olejki i żywice są szeroko stosowane w przemyśle perfumeryjnym, aromaterapii leczniczej i na potrzeby kościelne.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 10

Dyfuzja gazów w gazach

• Aromaty
• Obrazy olejne
• Żywice
• Płatki jaśminu
• Płatki róż
• Mirra
• kadzidło

Slajd 11

Kogo z nas nie uderzył zapach wiosennej nocy? Czuliśmy zapach czeremchy, akacji i bzu. Cząsteczki zapachu kwiatów dyfundują w powietrze.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 12

Herbata, kawa i kakao są powszechnie spożywane jako rośliny tonizujące.

Ojczyzną herbaty są Chiny, kawa to Afryka, kakao to Ameryka. Szybkie rozprzestrzenianie się aromatu tych napojów tłumaczy się faktem, że cząsteczki substancji zapachowej przenikają pomiędzy cząsteczkami powietrza.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 13

Najliczniejszym sposobem komunikowania się owadów są substancje węchowe, których zwierzęta używają, aby się chronić lub zwrócić na siebie uwagę.

• Przenoszenie zapachów następuje poprzez dyfuzję.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 14

• Atrakcyjny
• Feromony, hormony.
• Dyfuzja gazów w gazach
• Zapachy
• Motyle
• Majowe chrząszcze
• Fretki
• Roztocza
• Skunksy
• Odpychający
• Repelenty

Slajd 15

Lasy są płucami planety, dzięki którym wszystkie żywe istoty mogą oddychać.

Powietrze miejskie zawiera dużą ilość substancji gazowych (tlenek węgla, dwutlenek węgla, tlenki azotu, siarka) powstających w wyniku pracy kompleksu przemysłowego, transportowego i użyteczności publicznej.

Proces oczyszczania powietrza przez lasy można wytłumaczyć dyfuzją.

Dyfuzja gazów w gazach

Slajd 16

Naturalny gaz palny nie ma koloru ani zapachu.

Dyfuzja gazów w gazach

W wyniku dyfuzji gaz rozprzestrzenia się po pomieszczeniu, tworząc mieszaninę wybuchową.

Slajd 18

Sposoby rozwiązania problemu środowiskowego związanego z oczyszczaniem powietrza:

1) filtry na rurach wydechowych;

2) uprawa roślin wzdłuż dróg i wokół przedsiębiorstw pochłaniających szkodliwe substancje.

Dyfuzja gazów w gazach

• Topola

Slajd 19

Obserwacja procesu dyfuzji cząsteczek powietrza i cząsteczek amoniaku (wskaźnikiem jest papierek lakmusowy, który rejestruje obecność ośrodka zasadowego)

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 20

Obserwowanie rozpuszczania się dymu z pożaru w powietrzu.

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 21

NASZ EKSPERYMENT

Rozprzestrzenianie zapachu odświeżacza powietrza w pomieszczeniu.

Slajd 22

Jad pszczeli jest bezbarwną, przezroczystą cieczą o aromatycznym zapachu i wysokiej aktywności biologicznej.

Szybkie przenikanie jadu pszczelego jest związane z procesami biologicznymi zachodzącymi w organizmie

(z ruchem cząsteczek trucizny i ich interakcją z płynem międzykomórkowym tkanki łącznej).

DYFUZJA CIECZY W CIECZY

Slajd 23

Do przygotowania herbaty wykorzystuje się kwiaty i liście niektórych roślin: jaśminu, róży, lipy, oregano, mięty, tymianku i innych.

DYFUZJA CIECZY W CIECZY

Slajd 24

DYFUZJA CIECZY W CIECZY

• Zielony
• Czarny

W stanie stałym kolor herbaty zależy od sposobu przetwarzania liści.

Parzenie herbaty opiera się na dyfuzji cząsteczek wody i barwników roślinnych.

Slajd 25

NASZ EKSPERYMENT

Zapraszamy na herbatę.

Slajd 26

NASZ EKSPERYMENT

Porównanie szybkości dyfuzji podczas parzenia herbaty z zimną i gorącą wodą.

Proces dyfuzji przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury; zachodzi wolniej niż w gazach.

Slajd 27

Dodając plasterek cytryny, herbata staje się lżejsza.

NASZ EKSPERYMENT

Kolor herbaty jest brązowy tylko w neutralnym środowisku (woda).

Slajd 28

NASZ EKSPERYMENT

Aby nasycić kolor buraków, do wody dodaje się kwas octowy.

Slajd 29

Zapach soli, zapach jodu.

Nie do zdobycia i dumny

Rafy kamienne kagańce

Są wyciągani z wody...

Yu Drunina

Co roku do atmosfery przedostaje się 2 miliardy ton soli.

Slajd 30

Smog to żółta mgła, która zatruwa powietrze, którym oddychamy.

Smog jest główną przyczyną chorób układu oddechowego i serca oraz osłabienia odporności człowieka.

DYFUZJA STAŁYCH W GAZACH

Slajd 31

DYFUZJA STAŁYCH W GAZACH

Cząsteczki znalezione w miejskim powietrzu.

• Pyłek roślinny
• Mikroorganizmy i ich zarodniki
• Suchy piasek
• Pył węglowy
• Pył cementowy
• Nawóz
• Azbest
• Kadm
• Rtęć
• Ołów
• Tlenek żelaza
• Tlenek miedzi
• Promień cząstek, µm
• 20 – 60
• 1 - 15
• 200 - 2000
• 10 – 400
• 10 – 150
• 30 – 800
• 10 – 200
• 0,5-1
• 0,1-1
• 0,1-1

Slajd 32

Jak wytłumaczyć proces kiszenia warzyw?

Slajd 33

DYFUZJA STAŁA W CIECZY

Pikle grzybowe

Slajd 34

Pikle owocowe

DYFUZJA STAŁA W CIECZY

Podczas solenia kryształki soli w roztworze wodnym rozpadają się na jony Na i Cl, poruszają się losowo i zajmują przestrzenie pomiędzy porami produktów spożywczych.

Slajd 35

Robienie dżemów i kompotów.

DYFUZJA STAŁA W CIECZY

Slajd 36

Produkcja cukru z buraków w produkcji przemysłowej

DYFUZJA STAŁA W CIECZY

Slajd 37

Rozpuszczanie kryształów nadmanganianu potasu w wodzie.

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 38

NASZ EKSPERYMENT

Rozpuszczanie kryształków cukru w ​​gorącej wodzie.

Slajd 39

Rozpuszczenie tabletki Mucaltina w wodzie.

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 40

Robienie w domu ogórków kiszonych, kiszonej kapusty, solonej ryby i smalcu.

NASZ EKSPERYMENT

Slajd 41

Aby nadać twardość, odporność na zużycie i najwyższą wytrzymałość częściom żelaznym i stalowym, ich powierzchnie poddaje się rozproszonemu nasycaniu węglem (cementowanie).

Slajd 42

Angielski metalurg William Roberts-Austin zmierzył dyfuzję złota w ołowiu, umieszczając ten cylinder w piecu w temperaturze około 200 ° C na 10 dni.

Atomy złota były równomiernie rozmieszczone w ołowianym cylindrze.

Slajd 43

NASZ EKSPERYMENT

Obserwacja zjawiska dyfuzji cząsteczek nadmanganianu potasu i wosku.

Slajd 44

NASZ EKSPERYMENT

• Wyniki za trzy tygodnie.
• Minęły dwa miesiące.
• Cząsteczki ciał stałych dyfundują najwolniej.

Slajd 45

• Powodem dyfuzji jest przypadkowy ruch cząsteczek.
• Szybkość dyfuzji zależy od stanu skupienia stykających się ciał.
• Dyfuzja jest szybka w gazach, wolniejsza w cieczach i bardzo powolna w ciałach stałych.
• Proces dyfuzji przyspiesza wraz ze wzrostem temperatury, wraz ze spadkiem lepkości ośrodka i wielkości cząstek.

Slajd 46

1. Który rysunek najlepiej pokazuje kroplę wody pod mikroskopem przy dużym powiększeniu?

2. Mając modele cząstek dwóch substancji, pokaż, co dzieje się w substancji podczas samorzutnego mieszania się.

3. Wybierz obrazek, na którym kierunek strzałek poprawnie wskazuje kierunek ruchu dwóch cząstek substancji.

Opisz ruch cząstek w materii.

Jakie tańce lub melodie można porównać z ruchem cząstek palm rosnących w Afryce i cząstek cedru rosnących na Syberii?

Slajd 47

Każdy wie, jak zdrowa jest cebula. Ale kiedy to przecinaliśmy, roniliśmy łzy. Wyjaśnij dlaczego?

Wyjaśnia to zjawisko dyfuzji. ​​Powodem jest lotna substancja łzawiąca, która powoduje łzy. Rozpuszcza się w płynie błony śluzowej oka, uwalniając kwas siarkowy, który podrażnia błonę śluzową oka.

Slajd 48

Poziom średniozaawansowany: 1. W jakiej zalewie – gorącej czy zimnej – ogórki szybciej się zakiszą?

2. Dlaczego tkanina pomalowana farbą niskiej jakości nie może mieć kontaktu z jasnym lnem, gdy jest mokra?

Poziom wystarczający: 1. Dlaczego unoszący się w górę dym z pożaru szybko przestaje być widoczny nawet przy spokojnej pogodzie?

2. Czy w hermetycznie zamkniętej piwnicy, gdzie nie ma absolutnie żadnych przeciągów, będą rozprzestrzeniać się zapachy?

Poziom wysoki: 1. Otwarte naczynie zawierające eter zważono na wadze i pozostawiono w spokoju. Po pewnym czasie równowaga wag została zachwiana. Dlaczego?

2. Jakie znaczenie ma dyfuzja dla procesów oddechowych ludzi i zwierząt?

Slajd 49

1. Paragraf nr 9, pytania do akapitu;

2. Zadanie eksperymentalne (opisz zjawiska dyfuzyjne obserwowane w domu).

3. Odpowiedz pisemnie na pytanie:

Dlaczego słodki syrop z biegiem czasu smakuje jak owoc? (średni poziom)

Dlaczego solony śledź po dłuższym pozostawieniu w wodzie staje się mniej słony? (wystarczający poziom)

Dlaczego podczas klejenia i lutowania używa się płynnego kleju i stopionego lutowia? (wysoki poziom)

Slajd 50

Slajd 51

1. Semke A.I. „Niestandardowe problemy w fizyce”, Jarosław: Akademia Rozwoju, 2007.

2. Shustova L.V., Shustov S.B. „Chemiczne podstawy ekologii.” M.: Edukacja, 1995.

3. Lukashik V.I. Książka problemów z fizyki dla klas 7-8. M.: Edukacja, 2002.

4. Katz Ts.B. Biofizyka na lekcjach fizyki. M.: Edukacja, 1998.

5. Encyklopedia fizyki. M.: Avanta+, 1999.

6. Bogdanow K.Yu. Fizyk z wizytą u biologa. M.: Nauka, 1986.

7. Enochovich A.S. Podręcznik fizyki . M.: Edukacja, 1990.

8. Olgin O.I. Eksperymenty bez eksplozji. M.: Chemia, 1986.

9. Kowtunowicz M.G. „Domowy eksperyment w klasach fizyki 7-11”. M.: Centrum Wydawnicze Humanitarne, 2007.

10. Zasoby Internetu.

Literatura

Wyświetl wszystkie slajdy

Fizyka jest jedną z najciekawszych, tajemniczych i zarazem logicznych nauk. Wyjaśnia wszystko, co da się wytłumaczyć, nawet jak herbata staje się słodka, a zupa słona. Prawdziwy fizyk powiedziałby inaczej: tak właśnie zachodzi dyfuzja w cieczach.

Dyfuzja

Dyfuzja to magiczny proces przenikania najmniejszych cząstek jednej substancji do przestrzeni międzycząsteczkowych drugiej. Nawiasem mówiąc, taka penetracja jest wzajemna.

Czy wiesz, jak to słowo jest tłumaczone z łaciny? Rozprzestrzenianie, rozprzestrzenianie.

Jak zachodzi dyfuzja w cieczach?

Dyfuzję można zaobserwować podczas interakcji dowolnych substancji: ciekłej, gazowej i stałej.

Aby dowiedzieć się, jak zachodzi dyfuzja w cieczach, możesz spróbować wrzucić kilka ziarenek farby, zmielonego ołowiu lub np. nadmanganianu potasu do przezroczystego naczynia z czystą wodą. Lepiej, jeśli to naczynie jest wysokie. Co zobaczymy? Początkowo kryształy opadną na dno pod wpływem grawitacji, jednak po chwili wokół nich pojawi się aureola kolorowej wody, która będzie się rozprzestrzeniać i rozprzestrzeniać. Jeśli nie zbliżymy się do tych naczyń przez co najmniej kilka tygodni, okaże się, że woda niemal całkowicie się zabarwi.

Kolejny wyraźny przykład. Aby cukier lub sól rozpuściły się szybciej, należy je wymieszać w wodzie. Jeśli jednak tego nie zrobimy, cukier lub sól po pewnym czasie same się rozpuszczą: herbata lub kompot staną się słodkie, a zupa lub solanka słona.

Jak zachodzi dyfuzja w cieczach: doświadczenie

Aby określić, jak szybkość dyfuzji zależy od temperatury substancji, można przeprowadzić mały, ale bardzo orientacyjny eksperyment.

Weź dwie szklanki o tej samej objętości: jedną z zimną wodą, drugą z gorącą wodą. Do obu szklanek wsyp równą ilość proszku instant (na przykład kawy lub kakao). W jednym z naczyń proszek zacznie się intensywniej rozpuszczać. Czy wiesz który dokładnie? Czy potrafisz zgadnąć? Gdzie temperatura wody jest wyższa! Przecież dyfuzja zachodzi podczas losowego, chaotycznego ruchu cząsteczek, a w wysokich temperaturach ruch ten zachodzi znacznie szybciej.

Dyfuzja może zachodzić w dowolnej substancji, różni się jedynie czas wystąpienia tego zjawiska. Najwyższa prędkość występuje w gazach. Dlatego nie należy przechowywać masła w lodówce obok śledzia czy smalcu startego z drobno posiekanym czosnkiem. Następnie przychodzą ciecze (od najniższej do najwyższej gęstości). Najwolniejsza jest dyfuzja ciał stałych. Chociaż na pierwszy rzut oka dyfuzja nie występuje w ciałach stałych.

Wykorzystywać zdobytą wiedzę i umiejętności do rozwiązywania praktycznych problemów w życiu codziennym

Uczniowie realizują zadanie, zapamiętują, osiągają cel wykorzystując własne zasoby pamięci i myślenia. Układają odpowiedź, wyrażają własny punkt widzenia i dochodzą do konsensusu.

Kontroluj swój czas, poprawność i porządek wypowiedzi własnych i rozmówcy w trakcie pracy

Dyfuzja w przyrodzie i technologii

Pracują z tekstami, które otrzyma każda grupa. Zadaniem każdej grupy jest podkreślenie głównych punktów tekstu i napisanie opowieści o zastosowaniu procesu dyfuzji w tym obszarze. W grupie może być kilku mówców.

Tekst grupy 1. Dyfuzja w świecie roślin

K.A. Timiryazev powiedział: „Niezależnie od tego, czy mówimy o odżywianiu korzenia ze względu na substancje znajdujące się w glebie, czy mówimy o odżywianiu liści w powietrzu ze względu na atmosferę, czy też o odżywianiu jednego organu kosztem drugiego, sąsiedniego – wszędzie będziemy uciekać się do tych samych powodów wyjaśnienia: dyfuzji”.
Rzeczywiście, w świecie roślin rola dyfuzji jest bardzo ważna. Na przykład wielki rozwój korony liści drzew tłumaczy się faktem, że wymiana dyfuzyjna przez powierzchnię liści pełni nie tylko funkcję oddychania, ale częściowo także odżywiania. Obecnie powszechnie praktykowane jest dokarmianie dolistne drzew owocowych poprzez oprysk ich koron.
W zaopatrywaniu naturalnych zbiorników i akwariów w tlen główną rolę odgrywają procesy rozproszone. W wodach stojących tlen dociera do głębszych warstw wody w wyniku dyfuzji przez ich swobodną powierzchnię. Dlatego wszelkie ograniczenia swobodnej powierzchni wody są niepożądane. Przykładowo liście lub rzęsa pokrywająca powierzchnię wody mogą całkowicie uniemożliwić dostęp tlenu do wody i doprowadzić do śmierci jej mieszkańców. Z tego samego powodu naczynia z wąską szyjką nie nadają się do stosowania jako akwarium.

Wyślij SMS-a do 2 grup. Rola dyfuzji w trawieniu i oddychaniu człowieka

Największe wchłanianie składników odżywczych następuje w jelicie cienkim, którego ściany są do tego specjalnie przystosowane. Wewnętrzna powierzchnia jelita ludzkiego wynosi 0,65 m2. Pokryty jest kosmkami - mikroskopijnymi formacjami błony śluzowej o wysokości 0,2-1 mm, dzięki czemu rzeczywista powierzchnia jelita sięga 4-5 m2, tj. osiąga 2-3-krotność powierzchni całego ciała. Proces wchłaniania składników odżywczych w jelicie możliwy jest na drodze dyfuzji.
Oddychanie, czyli przenoszenie tlenu z otoczenia do organizmu przez jego powłoki, następuje im szybciej, im większa jest powierzchnia ciała i otoczenia, oraz im wolniej, im grubsze i gęstsze są powłoki ciała. Z tego jasno wynika, że ​​małe organizmy, w których powierzchnia jest duża w porównaniu z objętością ciała, mogą w ogóle obejść się bez specjalnych narządów oddechowych, zadowalając się przepływem tlenu wyłącznie przez zewnętrzną powłokę.
Jak oddycha człowiek? U człowieka w oddychaniu bierze udział cała powierzchnia ciała – od najgrubszego naskórka pięt po pokrytą włosami skórę głowy. Szczególnie intensywnie oddycha skóra na klatce piersiowej, plecach i brzuchu. Co ciekawe, te obszary skóry są znacznie intensywniejsze niż płuca pod względem intensywności oddychania. Przy tej samej wielkości powierzchni oddechowej tlen może zostać tu pochłonięty o 28%, a dwutlenek węgla uwolniony nawet o 54% więcej niż w płucach. Jednak w całym procesie oddechowym udział skóry jest znikomy w porównaniu z płucami, ponieważ całkowita powierzchnia płuc, jeśli rozszerzy się wszystkie 700 milionów pęcherzyków płucnych, mikroskopijne pęcherzyki, przez ściany których zachodzi wymiana gazowa, powietrza i krwi, wynosi około 90-100 m2, a całkowita powierzchnia ludzkiej skóry wynosi około 2 m2, czyli 45-50 razy mniej. Zatem dyfuzja ma ogromne znaczenie w procesach życiowych ludzi, zwierząt i roślin. Dzięki dyfuzji tlen z płuc przedostaje się do krwi człowieka, a z krwi do tkanek.

Tekst grupy 3. Zastosowanie dyfuzji w technologii.

Dyfuzja jest szeroko stosowana w przemyśle. Zgrzewanie dyfuzyjne metali opiera się na zjawisku dyfuzji. Metodę zgrzewania dyfuzyjnego stosuje się do łączenia metali, niemetali, metali i niemetali oraz tworzyw sztucznych. Części umieszcza się w zamkniętej komorze spawalniczej z silną próżnią, ściska i podgrzewa do temperatury 800 stopni. W tym przypadku w powierzchniowych warstwach stykających się materiałów następuje intensywna wzajemna dyfuzja atomów. Zgrzewanie dyfuzyjne stosowane jest głównie w przemyśle elektronicznym i półprzewodnikowym oraz w inżynierii precyzyjnej.
Aparat dyfuzyjny służy do ekstrakcji substancji rozpuszczalnych z rozdrobnionego materiału stałego. Urządzenia tego typu są szeroko rozpowszechnione głównie w produkcji cukru buraczanego, gdzie wykorzystuje się je do uzyskania soku cukrowego z podgrzanych razem z wodą chipsów buraczanych.
Proces metalizacji opiera się na zjawisku dyfuzji – pokryciu powierzchni produktu warstwą metalu lub stopu w celu nadania jej właściwości fizycznych, chemicznych i mechanicznych, odbiegających od właściwości metalizowanego materiału. Służy do ochrony produktów przed korozją, zużyciem, zwiększenia kontaktowej przewodności elektrycznej oraz do celów dekoracyjnych. Aby zwiększyć twardość i odporność cieplną części stalowych, stosuje się nawęglanie. Polega na umieszczeniu części stalowych w skrzynce z proszkiem grafitowym, która instalowana jest w piecu termicznym. W wyniku dyfuzji atomy węgla wnikają w warstwę powierzchniową części. Głębokość penetracji zależy od temperatury i czasu przebywania części w piecu termicznym.

Tekst dla grupy 4. Jednak dyfuzja nie zawsze jest dobra dla ludzi. Niestety trzeba zwrócić uwagę na szkodliwe przejawy tego zjawiska. Kominy przedsiębiorstw emitują do atmosfery dwutlenek węgla, tlenki azotu i siarkę. Obecnie łączna wielkość emisji gazów do atmosfery przekracza 40 miliardów ton rocznie. Nadmiar dwutlenku węgla w atmosferze jest niebezpieczny dla świata ożywionego na Ziemi, zakłóca obieg węgla w przyrodzie i prowadzi do powstawania kwaśnych deszczy. Dużą rolę w zanieczyszczeniu rzek, mórz i oceanów odgrywa proces dyfuzji. Roczny zrzut ścieków przemysłowych i bytowych na świecie wynosi około 10 bilionów ton.
Zanieczyszczenie zbiorników wodnych powoduje zanik życia w nich, a wodę używaną do picia trzeba oczyszczać, co jest bardzo kosztowne. Ponadto w zanieczyszczonej wodzie zachodzą reakcje chemiczne, wydzielając ciepło. Podnosi się temperatura wody, a zawartość tlenu w wodzie maleje, co jest niekorzystne dla organizmów wodnych. Ze względu na rosnące temperatury wody wiele rzek nie zamarza już zimą.
Aby ograniczyć emisję szkodliwych gazów z rur przemysłowych i elektrowni cieplnych, instaluje się specjalne filtry. Aby zapobiec zanieczyszczeniu zbiorników wodnych, należy zadbać o to, aby śmieci, odpady żywnościowe, obornik i różnego rodzaju chemikalia nie były wyrzucane w pobliżu brzegów.