Difuzija se s latinskog prevodi kao distribucija ili interakcija. Difuzija je vrlo važan koncept u fizici. Bit difuzije je prodiranje jedne molekule tvari u druge. U procesu miješanja dolazi do izjednačavanja koncentracija obiju tvari prema volumenu koji zauzimaju. Tvar s mjesta s većom koncentracijom prelazi na mjesto s nižom koncentracijom, zbog čega dolazi do izjednačavanja koncentracija. Razmotrivši što je difuzija, treba prijeći na uvjete koji mogu utjecati na brzinu ove pojave.

Čimbenici koji utječu na difuziju

Da biste razumjeli o čemu ovisi difuzija, razmotrite čimbenike koji na nju utječu.

Difuzija ovisi o temperaturi. Brzina difuzije će se povećavati s porastom temperature, jer s porastom temperature povećava se brzina kretanja molekula, odnosno molekule će se brže miješati. Agregatno stanje tvari također će utjecati na ono o čemu ovisi difuzija, naime na brzinu difuzije. Toplinska difuzija ovisi o vrsti molekula. Na primjer, ako je predmet metal, tada se toplinska difuzija odvija brže, za razliku od predmeta izrađenog od umjetnog materijala. Difuzija između čvrstih materijala odvija se vrlo sporo. Difuzija je od velike važnosti u prirodi iu životu čovjeka.

Primjeri difuzije

Da bismo bolje razumjeli što je difuzija, pogledajmo to na primjerima. Molekule tvari, bez obzira na njihovo agregatno stanje, stalno su u pokretu. Stoga se difuzija događa u plinovima, može se pojaviti u tekućinama, a također iu čvrstim tvarima. Difuzija je miješanje plinova. U najjednostavnijem slučaju, to je širenje mirisa. Ako se malo boje stavi u vodu, nakon nekog vremena tekućina će biti ravnomjerno obojena. Ako su dva metala u kontaktu, tada se njihove molekule miješaju na granici.

Dakle, difuzija je miješanje molekula tvari tijekom njihovog nasumičnog toplinskog gibanja.

Moramo definirati što se u fizici podrazumijeva pod pojmom difuzije.

Difuzija

Ovaj koncept došao nam je iz latinskog jezika, au prijevodu riječ "diffusio" znači širenje, širenje. Kao što se može razumjeti iz prijevoda, pojam difuzije označava međusobno prodiranje čestica jedne tvari u drugu tvar pod utjecajem različitih čimbenika.

Ovaj proces je posljedica kretanja molekula tvari koje se razmatraju. A najupečatljiviji primjer difuzije je miješanje raznih plinova.

Brzina ovih procesa može ovisiti, prije svega, o takvom čimbeniku kao što je stanje agregacije predmetnih tvari. To jest, kao što možemo razumjeti, u slučajevima s tekućinama i plinovima, ovaj proces će trajati mnogo manje vremena nego, na primjer, s čvrstim tvarima.

Brzina te reakcije također ovisi o temperaturi tvari. Znamo da s porastom temperature raste brzina kretanja molekula, a samim time i brzina miješanja, prodiranja molekula jednog tijela u drugo bit će veća.

Drugi čimbenik koji utječe na brzinu difuzije je tlak. Ova pojava ima najsloženiji učinak na tvari. To jest, ovaj mehanizam smanjuje volumen tvari, broj slobodnih mjesta za atome i povećava sadržaj intersticijskih atoma.

Vrste difuzije

Difuzija se dijeli na nekoliko tipova ovisno o agregatnom stanju tvari koje se razmatraju:

• difuzija plinova;
• difuzija tekućina;
• difuzija plazme;
• difuzija kristala;
• difuzija čvrstih tijela.

Zbog zanemarive veličine molekula, njihov sadržaj u tvari je ogromna količina. Kretanje molekula bilo koje tvari kontinuirano je i nasumično. Sudarajući se s molekulama plinova koji čine zrak, molekule tvari mnogo puta mijenjaju smjer kretanja. I nasumično se kreću, raštrkani po sobi. Dolazi do spontanog miješanja. Ovo je proces difuzije. Pojava u kojoj molekule jedne tvari međusobno prodiru u molekule druge naziva se Difuzija može nastati u svakoj tvari: i u plinovima, i u tekućinama i u krutim tijelima. Taj proces će se najbrže dogoditi u plinovima, jer je udaljenost između molekula prilično velika, a i sile privlačenja među njima. Difuzija je sporija u tekućinama nego u plinovima. To je zbog činjenice da su molekule gušće, pa je prilično teško "" kroz njih. Difuzija se najsporije odvija u krutim tvarima, što se objašnjava gustim rasporedom molekula. Ako se glatko polirane ploče i zlato stave jedna na drugu i pod opterećenjem, tada se nakon pet godina može uočiti difuzija do dubine od jednog milimetra.Fenomen difuzije se ubrzava porastom temperature. To je zato što kako temperatura tvari raste, njezine se molekule kreću brže. I međusobno miješanje će se dogoditi brže. Stoga se šećer brže otapa u vrućem čaju nego u hladnom.Veliku ulogu ima difuzija. Tako, na primjer, difuzija otopina raznih soli u tlu doprinosi normalnoj prehrani biljaka. Za osobu je ova pojava vitalna, na primjer, zbog difuzije, kisik iz pluća prodire u ljudsku krv, a iz krvi u tkiva.

Povezani Videi

Izvori:

• difuzija jetre

Difuzija (od lat. diffusio - širenje, raspršivanje, širenje) je pojava u kojoj dolazi do međusobnog prodiranja molekula različitih tvari među sobom, tj. molekule jedne tvari prodiru između molekula druge, i obrnuto.

Difuzija u svakodnevnom životu

Fenomen difuzije često se može uočiti u svakodnevnom životu osobe. Dakle, ako u sobu unesete izvor nekakvog mirisa - na primjer, kavu ili parfem - taj će se miris ubrzo proširiti po cijeloj prostoriji. Raspršivanje mirisnih tvari nastaje zbog stalnog kretanja molekula. Na svom putu sudaraju se s molekulama plinova koji čine zrak, mijenjaju smjer i, krećući se nasumično, raspršuju se po prostoriji. Ova raspodjela mirisa dokaz je kaotičnog i kontinuiranog kretanja molekula.

Kako dokazati da su tijela sastavljena od molekula koje se neprestano kreću

Da biste dokazali da su sva tijela sastavljena od molekula u stalnom kretanju, možete napraviti sljedeći fizički eksperiment.

Ulijte tamnoplavu otopinu bakrenog sulfata u valjak ili čašu. Pažljivo ulijte čistu vodu na vrh. U početku će biti vidljiva oštra granica između tekućina, ali će nakon nekoliko dana postati zamagljena. Nakon nekoliko tjedana, granica, voda iz otopine bakrenog sulfata, potpuno će nestati, au posudi će se formirati homogena tekućina blijedoplave boje. To će vam reći da su se tekućine pomiješale.

Kako bi se objasnio promatrani fenomen, može se pretpostaviti da molekule bakrenog sulfata i vode, koje se nalaze blizu sučelja, mijenjaju mjesta. Granica između tekućina postaje mutna kako se molekule bakrenog sulfata kreću prema donjem sloju vode, a molekule vode prelaze prema gornjem sloju plave otopine. Postupno se molekule svih ovih tvari nasumičnim i kontinuiranim kretanjem šire po volumenu čineći tekućinu homogenom. Ova pojava se zove

Uvod

Čovjek živi u tijesnoj povezanosti s prirodnim okolišem. On na nju utječe, mijenjajući se i prilagođavajući svojim potrebama, stvarajući u svom praktičnom djelovanju, takoreći, “drugu” prirodu, mikrookruženje. I naravno, koristeći čisto utilitarne predmete materijalne kulture, dostignuća znanosti i tehnologije, osoba ima određeni stav prema njima. A to je odnos prema raznim fizičkim pojavama koje se događaju oko čovjeka, u svijetu.

Fizičko razumijevanje procesa koji se odvijaju u prirodi neprestano se razvija. Većina novih otkrića ubrzo pronalazi primjenu u tehnologiji i industriji. Međutim, nova istraživanja neprestano otvaraju nove misterije i otkrivaju fenomene za čije objašnjenje su potrebne nove fizikalne teorije. Unatoč golemoj količini akumuliranog znanja, moderna je fizika još uvijek jako daleko od mogućnosti objašnjenja svih prirodnih pojava.

U ovom radu bit će razmatrana specifična fizikalna pojava difuzija. Jedan od najznačajnijih fenomena u fizici, koji u sebi ima toliko toga s čime se svakodnevno susrećemo i koristimo za vlastitu korist.

Rad će razmotriti 4 pitanja vezana uz difuziju:

• povijest otkrića;
• opis kao fizički fenomen;
• fizičko značenje ove pojave;
• praktičnu primjenu u ljudskom životu.

1. Povijest otkrića fizikalnog fenomena difuzije

Promatrajući suspenziju cvjetnog polena u vodi pod mikroskopom, Robert Brown je uočio kaotično kretanje čestica koje nastaje "ne zbog kretanja tekućine i ne zbog njenog isparavanja". Suspendirane čestice veličine 1 µm ili manje, vidljive samo pod mikroskopom, izvodile su neuredna neovisna kretanja, opisujući složene cik-cak putanje. Brownovo gibanje ne slabi s vremenom i ne ovisi o kemijskim svojstvima medija; njegov intenzitet raste s porastom temperature medija i smanjenjem njegove viskoznosti i veličine čestica. Čak i kvalitativno objašnjenje uzroka Brownovog gibanja bilo je moguće tek 50 godina kasnije, kada se uzrok Brownovog gibanja počeo povezivati ​​s udarima molekula tekućine na površinu čestice koja lebdi u njoj.

Prvu kvantitativnu teoriju Brownovog gibanja dali su A. Einstein i M. Smoluchowski 1905-06. na temelju molekularne kinetičke teorije. Pokazalo se da su nasumične šetnje Brownovih čestica povezane s njihovim sudjelovanjem u toplinskom gibanju zajedno s molekulama medija u kojem su suspendirane. Čestice imaju prosječno istu kinetičku energiju, ali zbog veće mase imaju manju brzinu. Teorija Brownovog gibanja objašnjava nasumično gibanje čestice djelovanjem nasumičnih sila iz molekula i sila trenja. Prema ovoj teoriji, molekule tekućine ili plina su u stalnom toplinskom gibanju, a impulsi različitih molekula nisu jednaki po veličini i smjeru. Ako je površina čestice smještene u takav medij mala, kao što je slučaj s Brownovom česticom, tada udari koje čestica doživljava od okolnih molekula neće biti točno kompenzirani. Stoga, kao rezultat "bombardiranja" od strane molekula, Brownova se čestica počinje nasumično kretati, mijenjajući veličinu i smjer svoje brzine za oko 10 14 jednom u sekundi. Iz te je teorije proizlazilo da se mjerenjem pomaka čestice tijekom određenog vremena i poznavanjem njezina polumjera i viskoznosti tekućine može izračunati Avogadrov broj.

Zaključke teorije Brownova gibanja potvrdila su mjerenja J. Perrina i T. Svedberga 1906. Na temelju tih odnosa eksperimentalno su određene Boltzmannova konstanta i Avogadrova konstanta. (Avogadrova konstanta je označena sa N A , broj molekula ili atoma u 1 molu tvari, N A =6,022.1023madež -1; naziv u čast A. Avogadra. Boltzmannova konstanta, fizička konstanta k, jednaka omjeru univerzalne plinske konstante R i Avogadrova broja N A : k=R/N A = 1,3807.10-23J/K. Nazvan po L. Boltzmannu.)

Kada se promatra Brownovo gibanje, položaj čestice je fiksiran u pravilnim intervalima. Što su vremenski intervali kraći, to će putanja čestice izgledati isprekidanije.

Obrasci Brownovog gibanja služe kao jasna potvrda temeljnih odredbi molekularne kinetičke teorije. Konačno je utvrđeno da je toplinski oblik gibanja materije posljedica kaotičnog gibanja atoma ili molekula koji čine makroskopska tijela.

Teorija Brownovog gibanja odigrala je važnu ulogu u utemeljenju statističke mehanike, ona je osnova za kinetičku teoriju koagulacije (miješanja) vodenih otopina. Osim toga, ima i praktično značenje u mjeriteljstvu, budući da se Brownovo gibanje smatra glavnim čimbenikom koji ograničava točnost mjernih instrumenata. Na primjer, granica točnosti očitanja zrcalnog galvanometra određena je podrhtavanjem zrcala, poput Brownove čestice bombardirane molekulama zraka. Zakoni Brownovog gibanja određuju nasumično kretanje elektrona, uzrokujući šum u električnim krugovima. Dielektrični gubici u dielektricima objašnjavaju se nasumičnim kretanjem molekula dipola koji čine dielektrik. Nasumična kretanja iona u otopinama elektrolita povećavaju njihov električni otpor.

Slika 1 - Putanja Brownovih čestica (Shema Perrinovog pokusa); točke označavaju položaje čestica u pravilnim intervalima

Dakle, difuzija ili Brownovo gibanje je nasumično kretanje najmanjih čestica suspendiranih u tekućini ili plinu, koje se događa pod utjecajem utjecaja molekula okoliša, koje je otkrio R. Brown 1827. godine.

2. Opis fizičke pojave difuzije

Difuzija (latinski diffusio - širenje, širenje, disperzija, interakcija) je proces međusobnog prodiranja molekula jedne tvari između molekula druge, što dovodi do spontanog poravnanja njihovih koncentracija u cijelom zauzetom volumenu. U nekim situacijama jedna od tvari već ima jednaku koncentraciju i govori se o difuziji jedne tvari u drugu. U ovom slučaju dolazi do prijenosa tvari iz područja s visokom koncentracijom u područje s niskom koncentracijom (nasuprot koncentracijskom gradijentu)

Primjer difuzije je miješanje plinova (primjerice, širenje mirisa) ili tekućina (ako kapnete tintu u vodu, tekućina će nakon nekog vremena postati jednoliko obojena). Drugi primjer povezan je s čvrstim tijelom: atomi susjednih metala, difuzija čestica igra ulogu u fizici plazme.

Obično se pod difuzijom podrazumijevaju procesi praćeni prijenosom tvari, no ponekad se difuzijom nazivaju i drugi procesi prijenosa: toplinska vodljivost, viskozno trenje itd.

Brzina difuzije ovisi o mnogim čimbenicima. Dakle, u slučaju metalne šipke, toplinska difuzija se odvija vrlo brzo. Ako je šipka izrađena od sintetičkog materijala, toplinska difuzija se odvija sporo. Difuzija molekula u općem slučaju teče još sporije. Na primjer, ako se komad šećera spusti na dno čaše vode, a voda se ne miješa, proći će nekoliko tjedana prije nego što otopina postane homogena. Još je sporija difuzija jedne čvrste tvari u drugu. Na primjer, ako je bakar presvučen zlatom, tada će zlato difundirati u bakar, ali će u normalnim uvjetima (sobna temperatura i atmosferski tlak) zlatonosni sloj dosegnuti debljinu od nekoliko mikrona tek nakon nekoliko tisuća godina.

3. Fizikalno značenje pojave difuzije

Sve vrste difuzije podliježu istim zakonima. Brzina difuzije proporcionalna je površini poprečnog presjeka uzorka, kao i razlici u koncentracijama, temperaturama ili nabojima (u slučaju relativno malih vrijednosti ovih parametara). Dakle, toplina će četiri puta brže putovati kroz šipku promjera dva centimetra nego kroz šipku promjera jedan centimetar. Ta će se toplina brže širiti ako je temperaturna razlika po centimetru 10°C umjesto 5°C. Brzina difuzije također je proporcionalna parametru koji karakterizira određeni materijal. U slučaju toplinske difuzije, ovaj se parametar naziva toplinska vodljivost, u slučaju protoka električnih naboja - električna vodljivost. Količina tvari koja difundira u određenom vremenu i udaljenost koju prijeđe tvar koja difuzira proporcionalni su kvadratnom korijenu vremena difuzije.

Difuzija je proces na molekularnoj razini i određena je slučajnom prirodom kretanja pojedinačnih molekula. Stoga je brzina difuzije proporcionalna prosječnoj brzini molekula. Kod plinova je prosječna brzina malih molekula veća, naime obrnuto je proporcionalna kvadratnom korijenu mase molekule i raste s porastom temperature. Difuzijski procesi u čvrstim tijelima pri visokim temperaturama često nalaze praktičnu primjenu. Na primjer, određene vrste katodnih cijevi (CRT) koriste metalni torij difundiran kroz metalni volfram na 2000°C.

Ako je u mješavini plinova masa jedne molekule četiri puta veća od mase druge, tada se takva molekula giba dva puta sporije nego u čistom plinu. Sukladno tome, niža mu je i brzina difuzije. Ova razlika u brzinama difuzije između lakih i teških molekula koristi se za odvajanje tvari različitih molekularnih težina. Primjer je odvajanje izotopa. Ako se plin koji sadrži dva izotopa propusti kroz poroznu membranu, lakši izotopi prodiru kroz membranu brže od težih. Za bolje odvajanje, proces se provodi u nekoliko faza. Ovaj se postupak široko koristi za odvajanje izotopa urana (odvajanje 235U od mase 238U). Budući da je ova metoda odvajanja energetski intenzivna, razvijene su druge, ekonomičnije metode odvajanja. Na primjer, široko je razvijena uporaba toplinske difuzije u plinovitom mediju. Plin koji sadrži mješavinu izotopa nalazi se u komori u kojoj se održava prostorna temperaturna razlika (gradijent). U ovom slučaju, teški izotopi se koncentriraju tijekom vremena u hladnom području.

Fickova jednadžba.

Sa stajališta termodinamike, pokretački potencijal svakog procesa izravnavanja je rast entropije. Pri konstantnom tlaku i temperaturi ulogu takvog potencijala ima kemijski potencijal µ koji određuje održavanje protoka tvari. Protok čestica tvari proporcionalan je gradijentu potencijala:

~

U većini praktičnih slučajeva umjesto kemijskog potencijala koristi se koncentracija C. Izravna zamjena µ s C postaje netočna u slučaju visokih koncentracija, jer je kemijski potencijal povezan s koncentracijom prema logaritamskom zakonu. Ako ne razmatramo takve slučajeve, tada se gornja formula može zamijeniti sljedećom:

što pokazuje da je gustoća toka tvari J [ ] proporcionalan je koeficijentu difuzije D [( )] i koncentracijski gradijent. Ova jednadžba izražava Fickov prvi zakon (Adolf Fick je njemački fiziolog koji je 1855. godine uspostavio zakone difuzije). Fickov drugi zakon povezuje prostorne i vremenske promjene koncentracije (jednadžba difuzije):

Koeficijent difuzije D ovisi o temperaturi. U nizu slučajeva, u širokom rasponu temperatura, ova ovisnost je Arrheniusova jednadžba.

Dodatno polje primijenjeno paralelno s gradijentom kemijskog potencijala prekida stabilno stanje. U ovom slučaju procesi difuzije opisuju se nelinearnom Fokker-Planckovom jednadžbom. Procesi difuzije su od velike važnosti u prirodi:

prehrana, disanje životinja i biljaka;

prodiranje kisika iz krvi u ljudska tkiva.

Geometrijski opis Fickove jednadžbe.

U drugoj Fickovoj jednadžbi, na lijevoj strani je brzina promjene temperature tijekom vremena, a na desnoj strani jednadžbe je druga parcijalna derivacija, koja izražava prostornu raspodjelu temperatura, posebno, konveksnost raspodjele temperature. funkcija projicirana na x-os.

4. Praktična primjena fizikalne pojave difuzije u životu čovjeka

difuzija brownian membrane avogadro

Difuzijski aparat koristi se za izdvajanje topljivih tvari iz čvrstog mljevenog materijala. Takvi uređaji uglavnom se koriste u proizvodnji šećerne repe, gdje se koriste za dobivanje šećernog soka iz repinih sječaka zagrijavanih zajedno s vodom.

Bitnu ulogu u radu nuklearnih reaktora ima difuzija neutrona, odnosno širenje neutrona u tvari, praćeno višestrukom promjenom smjera i brzine njihova kretanja kao rezultat sudara s atomskim jezgrama. Difuzija neutrona u mediju slična je difuziji atoma i molekula u plinovima i pokorava se istim zakonima.

Kao rezultat difuzije nositelja u poluvodičima nastaje električna struja.Gibanje nositelja naboja u poluvodičima nastaje zbog nehomogenosti njihove koncentracije. Za stvaranje, na primjer, poluvodičke diode, indij se topi u jednu od površina germanija. Zbog difuzije atoma indija duboko u monokristal germanija, u njemu nastaje p-n prijelaz kroz koji može teći značajna struja uz minimalan otpor.

Proces metalizacije temelji se na fenomenu difuzije - presvlačenju površine predmeta slojem metala ili legure kako bi mu se prenijela fizikalna, kemijska i mehanička svojstva, različita od svojstava materijala koji se metalizira. Koristi se za zaštitu proizvoda od korozije, habanja, povećanja kontaktne električne vodljivosti, u dekorativne svrhe, na primjer, za povećanje tvrdoće i toplinske otpornosti čeličnih dijelova, koristi se karburizacija. Sastoji se od činjenice da se čelični dijelovi stavljaju u kutiju s grafitnim prahom, koja se postavlja u toplinsku peć. Zbog difuzije atomi ugljika prodiru u površinski sloj dijelova. Dubina prodiranja ovisi o temperaturi i vremenu izlaganja dijelova u termičkoj peći.

Difuzija je također raširena u lakoj industriji.

Zaključak

Difuzija ili Brownovo gibanje je kaotično kretanje najmanjih čestica suspendiranih u tekućini ili plinu, koje se događa pod utjecajem molekularnih utjecaja okoline, a otkrio ga je R. Brown 1827. godine.

S gledišta fizičke pojave, difuzija je proces međusobnog prodiranja molekula jedne tvari između molekula druge, što dovodi do spontanog poravnanja njihovih koncentracija u cijelom zauzetom volumenu. U nekim situacijama jedna od tvari već ima izjednačenu koncentraciju, pa se govori o difuziji jedne tvari u drugu. U ovom slučaju, prijenos tvari događa se iz područja s visokom koncentracijom u područje s niskom koncentracijom (nasuprot koncentracijskom gradijentu).

Difuzija je proces na molekularnoj razini i određena je slučajnom prirodom kretanja pojedinačnih molekula. Stoga je brzina difuzije proporcionalna prosječnoj brzini molekula. Kod plinova je prosječna brzina malih molekula veća, naime obrnuto je proporcionalna kvadratnom korijenu mase molekule i raste s porastom temperature.

Difuzija ima širok raspon primjena u svakodnevnom životu, koristi se u gotovo svim industrijama – od lakih do teških.

Bibliografija

1. Koshkin I.I., Shirkevich M.G. Priručnik za osnovnu fiziku. - M.: Nauka, 1980.

2.Trofimova T.I Tečaj fizike. - M.: Viša škola, 1990.

3.Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Priručnik iz fizike. - M.: Nauka, 1985.

Apsolutno svi ljudi su čuli za takav koncept kao što je difuzija. Ovo je bila jedna od tema na satu fizike u 7. razredu. Unatoč činjenici da nas ovaj fenomen okružuje apsolutno posvuda, malo ljudi zna za njega. Što to uopće znači? Što je njezino fizičko značenje I kako s njime možete olakšati život? Danas ćemo razgovarati o ovome.

U kontaktu s

Kolege

Difuzija u fizici: definicija

To je proces prodiranja molekula jedne tvari između molekula druge tvari. Jednostavno rečeno, ovaj se proces može nazvati miješanjem. Tijekom ovoga miješanje nastaje međusobno prodiranje molekula tvari jedne u drugu. Na primjer, prilikom kuhanja kave molekule instant kave prodiru kroz molekule vode i obrnuto.

Brzina ovog fizičkog procesa ovisi o sljedećim čimbenicima:

1. Temperatura.
2. Agregatno stanje tvari.
3. Vanjski utjecaj.

Što je viša temperatura tvari, to se molekule brže kreću. Stoga, proces miješanja odvija se brže pri višim temperaturama.

Agregatno stanje materije - najvažniji faktor. U svakom agregacijskom stanju molekule se kreću određenom brzinom.

Difuzija se može odvijati u sljedećim stanjima agregacije:

1. Tekućina.
2. Čvrsto.

Najvjerojatnije će čitatelj sada imati sljedeća pitanja:

1. Koji su uzroci difuzije?
2. Gdje teče brže?
3. Kako se to primjenjuje u stvarnom životu?

Odgovore na njih možete pronaći u nastavku.

Uzroci

Apsolutno sve na ovom svijetu ima svoj razlog. I difuzija nije iznimka. Fizičarima su dobro poznati razlozi njegovog nastanka. A kako ih prenijeti prosječnom čovjeku?

Sigurno je svatko čuo da su molekule u stalnom kretanju. Štoviše, to kretanje je neuredno i kaotično, a brzina mu je vrlo velika. Zahvaljujući tom kretanju i stalnom sudaranju molekula dolazi do njihovog međusobnog prodiranja.

Ima li dokaza za ovaj pokret? Sigurno! Sjećate li se kako ste brzo počeli osjećati miris parfema ili dezodoransa? A miris hrane koju vaša mama kuha u kuhinji? Sjeti se kako brzo pripremanje čaja ili kave. Sve to ne bi moglo biti da nije kretanja molekula. Zaključujemo da je glavni razlog difuzije stalno kretanje molekula.

Sada ostaje samo jedno pitanje - koji je razlog ovom pokretu? Pokreće ga želja za ravnotežom. To jest, u tvari postoje područja s visokim i niskim koncentracijama tih čestica. I zbog te želje, oni se stalno kreću iz područja visoke koncentracije u područje niske koncentracije. Stalno su sudaraju jedni s drugima, te dolazi do međusobnog prožimanja.

Difuzija u plinovima

Proces miješanja čestica u plinovima je najbrži. Može se pojaviti između homogenih plinova i između plinova različitih koncentracija.

Živopisni primjeri iz života:

1. Osvježivač zraka osjetite kroz difuziju.
2. Osjećate miris kuhane hrane. Imajte na umu da ga osjećate odmah, a miris osvježivača nakon nekoliko sekundi. To je zbog činjenice da je pri visokim temperaturama brzina kretanja molekula veća.
3. Suze koje nastaju kada režete luk. Molekule luka miješaju se s molekulama zraka, a vaše oči reagiraju na to.

Kako dolazi do difuzije u tekućinama?

Difuzija u tekućinama odvija se sporije. Može trajati od nekoliko minuta do nekoliko sati.

Najsvjetliji primjeri iz života:

1. Priprema čaja ili kave.
2. Miješanje vode i kalijevog permanganata.
3. Priprema otopine soli ili sode.

U tim slučajevima difuzija se odvija vrlo brzo (do 10 minuta). Međutim, ako se na proces primijeni vanjski utjecaj, na primjer, miješanje ovih otopina žlicom, tada će proces ići puno brže i trajati ne više od jedne minute.

Difuzija pri miješanju gušćih tekućina trajat će mnogo duže. Na primjer, miješanje dva tekuća metala može trajati nekoliko sati. Naravno, to možete učiniti za nekoliko minuta, ali u ovom će slučaju ispasti legura loše kvalitete.

Na primjer, difuzija pri miješanju majoneze i kiselog vrhnja trajat će jako dugo. Međutim, ako pribjegnete pomoći vanjskog utjecaja, tada ovaj proces neće trajati ni minutu.

Difuzija u čvrstim tijelima: primjeri

U čvrstim tijelima međusobno prodiranje čestica odvija se vrlo sporo. Ovaj proces može trajati nekoliko godina. Njegovo trajanje ovisi o sastavu tvari i strukturi njezine kristalne rešetke.

Eksperimenti koji dokazuju postojanje difuzije u čvrstim tijelima.

1. Lijepljenje dvije ploče od različitih metala. Ako ove dvije ploče držite blizu jednu drugoj i pod pritiskom, u roku od pet godina između njih će biti sloj širine 1 milimetra. Ovaj mali sloj će sadržavati molekule oba metala. Ove dvije ploče će se spojiti.
2. Na tanki olovni cilindar nanese se vrlo tanak sloj zlata. Nakon toga, ovaj dizajn se stavlja u pećnicu 10 dana. Temperatura zraka u peći je 200 stupnjeva Celzijusa. Nakon što je ovaj cilindar izrezan na tanke diskove, vrlo se jasno vidjelo da je olovo prodrlo u zlato i obrnuto.

Primjeri difuzije u okolnom svijetu

Kao što ste već shvatili, što je tvrđi medij, niža je brzina miješanja molekula. Sada razgovarajmo o tome gdje u stvarnom životu možete dobiti praktične koristi od ovog fizičkog fenomena.

Proces difuzije događa se u našem životu cijelo vrijeme. Čak i kada ležimo na krevetu, na površini plahte ostaje vrlo tanak sloj naše kože. Također upija znoj. Zbog toga krevet postaje prljav i potrebno ga je presvući.

Dakle, manifestacija ovog procesa u svakodnevnom životu može biti sljedeća:

1. Prilikom mazanja maslaca na kruh, on se upija u njega.
2. Prilikom kiseljenja krastavaca sol prvo difundira s vodom, a zatim slana voda difundira s krastavcima. Kao rezultat toga, dobivamo ukusan zalogaj. Banke moraju biti smotane. To je neophodno kako voda ne bi isparila. Točnije, molekule vode ne bi trebale difundirati s molekulama zraka.
3. Prilikom pranja posuđa, molekule vode i deterdženta prodiru u molekule preostalih komada hrane. To im pomaže da se skinu s tanjura i čine ga čišćim.

Manifestacija difuzije u prirodi:

1. Proces oplodnje događa se upravo zahvaljujući ovom fizičkom fenomenu. Molekule jajne stanice i spermija difundiraju, nakon čega se pojavljuje embrij.
2. Gnojidba tla. Upotrebom određenih kemikalija ili komposta, tlo postaje plodnije. Zašto se ovo događa? Zaključak je da molekule gnojiva difundiraju s molekulama tla. Nakon toga dolazi do procesa difuzije između molekula tla i korijena biljke. Zahvaljujući tome, sezona će biti plodnija.
3. Miješanje industrijskog otpada sa zrakom jako ga zagađuje. Zbog toga u krugu od jednog kilometra zrak postaje vrlo prljav. Njegove molekule difundiraju s molekulama čistog zraka iz susjednih područja. Tako se pogoršava ekološka situacija u gradu.

Manifestacija ovog procesa u industriji:

1. Silikonizacija je proces difuzijskog zasićenja silicijem. Provodi se u plinovitoj atmosferi. Sloj dijela zasićen silicijem nema veliku tvrdoću, ali ima visoku otpornost na koroziju i povećanu otpornost na habanje u morskoj vodi, dušičnoj, klorovodičnoj i sumpornoj kiselini.
2. Difuzija u metalima igra važnu ulogu u proizvodnji legura. Za dobivanje visokokvalitetne legure potrebno je proizvoditi legure na visokim temperaturama i uz vanjski utjecaj. To će uvelike ubrzati proces difuzije.

Ti se procesi odvijaju u različitim industrijama:

1. Elektronička.
2. Poluvodič.
3. Inženjering.

Kao što razumijete, proces difuzije može imati i pozitivne i negativne učinke na naše živote. Morate biti u stanju upravljati svojim životom i maksimizirati dobrobiti ovog fizičkog fenomena, kao i minimizirati štetu.

Sada znate što je bit takvog fizičkog fenomena kao što je difuzija. Sastoji se od međusobnog prodiranja čestica uslijed njihovog kretanja. Sve se u životu kreće. Ako ste student, onda ćete nakon čitanja našeg članka sigurno dobiti ocjenu 5. Sretno!