Районная научно-практическая конференция – 2013 Секция «Вокруг нас мир» Тема экспериментально- исследовательской работы «Диффузия в природе и жизни человека» Автор: Мокин Игорь Сергеевич, обучающийся 10 класса Ильинской СОШ Руководитель: Мокина Юлия Александровна, учитель физики МКОУ «Ильинская СОШ»

Объект исследования: явление диффузии. Предмет исследования: влияние явления диффузия на процессы протекающие в природе и процессы, связанные с жизнедеятельностью человека. Цель: Исследовать особенности диффузии в различных агрегатных состояниях, рассмотреть применение диффузии человеком и проявление ее в природе, а также выяснить экологические аспекты диффузии. Задачи: 1. Собрать и изучить материал о диффузии в природе и в жизни человека. 2. Провести опыты, характеризующие закономерности протекания диффузии в различных агрегатных состояниях вещества. 3. Проанализировать полученную информацию о явлении диффузии, а также определить степень значимости этого явления для растений, животных, человека. 4. Составить брошюру по диффузии для дополнительного изучения явления. Методы: - Анализ и обработка информации о значимости явления диффузии в растительной среде и мире животных. - Проведение экспериментов по диффузии.,.

Актуальность выбранной темы Диффузия широко распространена в мире флоры и фауны и очень важна для растений и животных. Но не у всех людей есть достаточные представления о протекании этого явления. Актуальность данной работы для меня состоит в том, что изучение влияния диффузии на жизнедеятельность растений, животных и человека расширило спектр моих знаний о живой природе, продемонстрировало тесную связь физики, биологии, экологии и медицины.

Проявления диффузии Закономерностям диффузии подчиняются процессы в земных недрах и во Вселенной, а также процессы жизнедеятельности живых организмов. Диффузия оказывает влияние на протекание многих явлений: испарение, конденсация, кристаллизация, растворение, набухание, горение,… Диффузия служит основой многих распространённых технических операций: сварки материалов, дубления кожи и меха, крашения волокон. Ароматы цветов – это диффузия, приготовление пищи, прием лекарств… Диффузия – повсюду! « Но…,«благодаря» диффузии же, воздух загрязняется выбросами заводов и фабрик, и из-за нее вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду и вредно влияют на жизнь животных и растений. Возникает угроза «экологической» катастрофы…

Что же такое диффузия? Физические основы явления диффузии. Диффузия (от лат. Diffusio - распространение, растекание, рассеивание). Это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого. Мы увидим, как изменяется цвет воды сначала около кристаллика, затем дальше от него. Постепенно вся вода окрашивается. Что же произошло? Сначала в том месте, куда попал кристаллик, молекул марганца было значительно больше, чем молекул воды. Однако молекулы кристаллика движутся, прокладывая путь между молекулами воды. Благодаря движению происходит проникновение молекул одного вещества между молекулами другого. Но что означает «между молекулами»! Неужели между ними есть пустоты? В это трудно поверить, поскольку вода кажется нам «сплошной». Однако расстояния между молекулами в жидкости существуют. Они сравнимы с размерами самих молекул. Пустоты есть во всех веществах, благодаря им молекулы перемещаются. Вот и молекулы воды и марганцовки воспользовались этими пустотами: произошло их взаимное перемешивание. Опыт. Аккуратно опустим на дно стакана с водой кристаллик марганцовки (перманганата калия).

Что влияет на протекание диффузии? Используя научную литературу и жизненный опыт, я провел опыты и наблюдения, проанализировал результаты и сделал выводы относительно диффузии. ОПЫТЫ 1-3. Обоснование физической сути явления диффузия как хаотического движения и взаимного проникновения частиц вещества. 1. Так как при смешивании двух веществ (воды и песка) равного объема в итоге получилась масса по объему заметно меньшему, чем сумма начальных объемов, следовательно, вода прошла между частицами песка. 3. Ватку, смоченную нашатырным спиртом, привели в соприкосновение с лакмусовой бумажкой. Наблюдается окрашивание. Теперь ватку, смоченную нашатырным спиртом, поместили на дно пробирки, а лакмусовую бумажку крепили к пробке и закрыли пробирку. Через некоторое время лакмус окрашивается. Вопрос, почему во втором случае, когда нет непосредственного соприкосновения, все равно происходит окрашивание? Вывод: происходит непрерывное хаотическое движение частиц веществ и их взаимное перемешивание.

ОПЫТ 5-6. Диффузное перемешивание жидкостей.. В стеклянный сосуд наливаем чистую воду, затем сверху, очень осторожно, чтобы образовалась граница между жидкостями, наливаем подкрашенный спирт. Фиксируем с помощью фотоаппарата поведение жидкостей через каждые 10 минут. Наблюдение: С течением времени (6 дней) граница между водой и раствором медного купороса начинает размываться. Каждые 2 дня наблюдали, как происходит самопроизвольное перемешивание жидкостей. В конце концов в сосуде образовалась однородная жидкость голубого цвета, граница, как видим, исчезла. Теоретическое обоснование: Частицы медного купороса тяжелее воды, но благодаря диффузии они медленно поднимаются вверх. ОПЫТ 8. Опыт с фасолью ( односторонняя диффузия– осмос). Вывод: на фото видна разница размеров семян фасоли. Здесь наблюдается односторонняя диффузия – осмос. Вода попадает в семена путем осмоса через мембрану.

… ОПЫТ 11. Влияние различных веществ на поверхности воды на процесс диффузии. Время Температура чистой воды, 0 С Температура воды с бензином, 0 С Температура воды с керосином, 0 С Температура воды с маслом, 0 С 15: : : : : : Теоретическое обоснование: При испарении из воды вылетают отдельные молекулы. Так как вода, покрытая пленкой бензина, керосина и растительного масла, остывает медленнее, то можно судить о том, что и молекулам кислорода труднее проникнуть в воду. Из-за этого рыбы и другие водные обитатели испытывают недостаток кислорода и могут даже погибнуть. Вывод: наличие различных веществ на поверхности воды нарушает процессы диффузии и может привести к нежелательным экологическим последствиям.

В результате наблюдений было установлено, что диффузия в газах происходит очень быстро. В жидкостях диффузия медленнее, чем в газах, т.к. молекулы жидкости расположены значительно гуще, поэтому «пробираться» сквозь них значительно труднее. Диффузия может происходить даже в твердых телах, хотя промежутки между частицами маленькие и поэтому другим веществам очень трудно проникнуть между ними. Процесс диффузии в твердых телах проходит медленно и незаметно для невооруженного глаза. В одном из опытов гладко отшлифованные пластины свинца и золота положили одну на другую и прижали грузом. Через 5 лет золото и свинец проникли друг в друга всего на 1 мм. ОПЫТ 7. Зависимость скорости диффузии от рода вещества.

Так называется - Познавательная брошюра для школьников младших классов. В нее вошли все те интересные и красочные материалы, которые не поместились в исследовательской работе. В ней вы найдете занимательные вопросы по диффузии; шуточные задачки Григория Остера; фотографии «Шедевров диффузии» с занятия ИЗО – студии и много еще интересного. Этот удивительный мир диффузии Четырехлетняя Маша подкралась у мамы за спиной к зеркалу и, действуя совершенно бесшумно, вылила себе на голову три флакона французских духов. Как мама, сидя к Маше спиной, догадалась о случившимся?

Заключение Явление диффузии является одним из главных общих условий жизнедеятельности растений, животных и человека. Без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна. К сожалению, все чаще и чаще мы наблюдаем негативное воздействие человека на окружающую среду. И становится страшно от того, что наступит момент сожаления о точке не возврата к той красоте, которая пока ещё нас окружает. Человеку нет необходимости что–то специально делать для улучшения протекания явления диффузии в живой природе. Просто надо исключить свое отрицательное воздействие на живую природу своей деятельностью, чаще привлекать внимание общественности к проблемам окружающей среды и тогда каждый сможет жить в полной гармонии с природой, с самим собой.

. Спасибо за внимание