ДИФФУЗИЯ «Будем ли мы говорить о питании корня за счёт веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счёт другого, соседнего, – везде для объяснения мы будем прибегать к тем же причинам: диффузия». К.А. Тимирязев. ПРОДОЛЖИТЬ

Вопрос 1 Что такое диффузия? Явление проникновения молекул одного вещества между молекулами другого. Явление, при котором вещества смешиваются друг с другом. Явление, при котором вещества сами собой смешиваются друг с другом

Вопрос 2 Какой важный вывод можно сделать из явления диффузии о строении вещества? Молекулы всех веществ неподвижны. Молекулы всех веществ непрерывно движутся. Все тела состоят из мельчайших частиц

Вопрос 3 В каких веществах (твердых, жидких или газообразных) происходит диффузия? Диффузия происходит только в газах. Диффузия происходит только в жидкостях. Диффузия происходит в твердых, жидких и газообразных телах. Диффузия происходит только в твердых телах

Вопрос 4 В каких телах диффузия протекает быстрее: в твердых, жидких или газообразных? Одинаково во всех телах. В твердых телах. В жидкостях. В газах

Вопрос 5 Зависит ли диффузия от температуры? Чем выше температура, тем диффузия протекает быстрее. Чем выше температура, тем диффузия протекает медленнее. Диффузия не зависит от температуры

Вопрос 6 С одинаковой ли скоростью движутся молекулы в горячей и холодной воде? С одинаковой. В горячей воде скорость меньше, чем в холодной. В горячей воде скорость больше, чем в холодной

Вопрос 7 Для того чтобы свежие огурцы быстрее засолились, их заливают горячим рассолом. Почему засолка огурцов в горячем рассоле протекает быстрее? Быстро растворяется соль. Расстояние между молекулами клетчатки огурцов становится больше, и сам процесс протекает быстрее. Скорость движения молекул увеличивается, и диффузия протекает быстрее

Вопрос 8 Молекулы газа движутся со скоростями порядка нескольких сот метров в секунду. Почему в воздухе запах пролитого бензина не распространяется мгновенно? Молекулы, сталкиваясь друг с другом, меняют свою траекторию движения. Молекулы испытывают сопротивление. Молекулы замедляют свою скорость

Вопрос 9 Для того чтобы улучшить прочность некоторых стальных деталей, их поверхность пропитывают хромом. (Этот процесс называют хромированием.) При хромировании деталь помещают в порошок хрома и нагревают до тем­пературы 1000 °С. Через 1015 ч верхний слой стали пропитывается хромом. Какое при этом используется физическое явление? Диффузия. Расширение тел при нагревании

Вопрос 10 Для какой цели нагревают стальные детали и хромовый порошок? Увеличивается расстояние между молекулами стали, и между ними проникают частицы хрома. Увеличивается скорость движения молекул обоих веществ, и быстрее протекает диффузия. Образуется сплав хрома и стали

Диффузия Процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вследствие хаотичного движения, называется диффузией. Таким образом, диффузия – результат хаотичного движения молекул без всякого механического воздействия. Скорость диффузии увеличивается с ростом температуры, так как молекулы взаимодействующих тел начинают двигаться быстрее. Это справедливо для веществ находящихся в любом агрегатном состоянии: варка варенья, получение компотов, солений, копчение мяса и рыбы.

Диффузия в газах Молекулы газов свободны, так как расстояние между молекулами много больше размеров молекул, двигаются с большими скоростями. Распространение запахов происходит из-за того, что молекулы духов движутся. Молекулы духов на своем пути сталкиваются с молекулами газов, которые входят в состав воздуха. Они постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по комнате. Вследствие диффузии газов состав воздуха у поверхности Земли однороден. Диффузия и конвекция Диффузия в газах Диффузия брома в воздухе.

Диффузия в жидкостях Молекулы жидкостей расположены так же беспорядочно, как и в газах, но значительно плотнее друг к другу и поэтому взаимодействуют друг с другом сильнее, чем в газах. Каждая молекула, находясь в окружении соседних молекул, как бы топчется на одном месте и медленно перемещается внутри жидкости.

Диффузия в твердых телах Молекулы твердых веществ расположены в строгом порядке, образовывая пространственную решетку, чем обеспечивается сохранение формы и объема твердого тела. Частицы твердого тела совершают колебания около положения равновесия, которое остается неизменным очень продолжительное время. Идеальных решеток не существует. В них всегда имеется некоторое количество пустых мест – вакансий, или дырок, в которые могут перепрыгнуть диффундирующие атомы. Перепрыгнув в некую вакансию, атом оставляет после себя новую вакансию. В неё может перейти соседний атом. Итак, путем непрерывных перемещений атомов в решетке атом может пройти через кристалл.

Диффузия в растительном мире Большое развитие листовой кроны деревьев объясняется тем, что диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. В настоящее время широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счёт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья или ряска, покрывающие поверхность воды, могут совсем прекратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.

Диффузия в пищеварении Наибольшее всасывание питательных веществ происходит в тонких кишках, стенки которых специально для этого приспособлены. Площадь внутренней поверхности кишечника человека равна 0,65 м 2. Она покрыта ворсинками – микроскопическими образованиями слизистой оболочки высотой 0,2-1 мм, за счет чего площадь реальной поверхности кишечника достигает 4-5 м 2, т.е. достигает в 2-3 раза больше площади поверхности всего тела. Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии.

Диффузия в дыхании У человека в дыхании принимает участие вся поверхность тела – от самого толстого эпидермиса пяток до покрытой волосами кожи головы. Особенно интенсивно дышит кожа на груди, спине и животе. Интересно, что по интенсивности дыхания эти участки кожи значительно превосходят легкие. С одинаковой по размеру дыхательной поверхности здесь может поглощаться кислорода на 28% а выделяться углекислого газа даже на 54% больше, чем в легких. Однако во всем дыхательном процессе участие кожи ничтожно по сравнению с легкими, так как общая площадь поверхности легких, если развернуть все 700 млн. альвеол, микроскопических пузырьков, через стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью, составляет около квадратных метров а общая площадь поверхности кожи человека около 2 квадратных метров, т.е, в раз меньше.

Осмос Одним из видов процесса диффузии является одностороннее проникновение молекул одних веществ в другие. Научным языком это звучит так: диффузия веществ через полупроницаемые мембраны. Такой процесс называется осмосом. В почвенных растворах содержатся минеральные соли и органические соединения. Вода из почвы попадает в растение путем осмоса через полупроницаемые мембраны корневых волосков. Концентрация воды в почве оказывается выше, чем внутри корневых волосков, поэтому вода проникает в зерно и дает жизнь растению. Обмен веществ живых организмов осуществляется посредством растворов различных органических и неорганических веществ, омывающих полупроницаемые мембраны клеток.

Кессонная болезнь Наиболее интенсивно диффузия происходит между газами и между газом и жидкостью. Газы адсорбируются на поверхности жидкости, а затем путем диффузии распространяются по всей ее массе, иначе говоря, растворяются в ней. При не слишком высоких давлениях масса газа, растворяющегося в жидкости, прямо пропорциональна парциальному давлению газа в ней. При снижении давления газа над поверхностью жидкости растворенный в ней газ выделяется в форме пузырьков. Это явление лежит в основе кессонной болезни, которой страдают водолазы. Известно, что на глубине под водой водолаз дышит воздухом при повышенном давлении и кровь насыщается газами воздуха, особенно азотом. В результате резкого снижения давления при возвращении на поверхность воды азот выделяется из крови в виде пузырьков, которые могут попасть в кровеносный сосуд небольшого диаметра. В этом случае может наступить полная закупорка сосуда. Явление это называется газовой эмболией. Закупорка сосуда в жизненно важных органах может иметь серьёзные последствия для организма.

Электрофорез Электрофорез - широко распространенный и давно применяемый метод физиотерапии, при котором на организм оказывается одновременное воздействие постоянным током и лекарственными веществами. Особенность электрофореза состоит в том, что частицы лечебного раствора вводятся через кожу или слизистые оболочки именно под действием внешнего электрического поля. Наиболее проницаема для него кожа лица, живота, предплечий, поясничной области, бедер и голеней. Электрофорез (от электро... и греч. phoresis несение, перенесение), направленное движение заряженных частиц под действием внешнего электрического поля. Электрофорез был открыт Ф. Ф. Рейссом в 1807 г и является разновидностью процесса диффузии.. Преимущество электрофореза состоит в том, что эта процедура безболезненна, при аллергической реакции организма возможен вывод лекарства из организма, кроме того, электрофорез обеспечивает быстрое всасывание лекарственного препарата, не вызывает нарушения микрофлоры кишечника.

Диффузия в технике На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной сварки соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы, пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов. Диффузионная сварка применяется в основном в электронной и полупроводниковой промышленности, точном машиностроении. Такая деталь машины, как передаточный механизм, должна обладать твердой поверхностью и быть упругой в своих внутренних частях. Для приобретения этих свойств кусок металла разогревают и выдерживают в газе, богатом углеродом, например, в метане. Атомы углерода из газа немедленно диффундируют в сталь, поверхность стали становится более прочной.