Виждали ли сте орди от малки досадни мушици, които се роят на случаен принцип над главите? Понякога изглежда, че те сякаш висят неподвижно във въздуха. От една страна, този рояк е неподвижен, от друга, насекомите вътре в него непрекъснато се движат надясно, наляво, нагоре, надолу, непрекъснато се сблъскват един с друг и отново се разпръскват в този облак, сякаш невидима сила ги държи заедно.
Движенията на молекулите са също така хаотични, докато тялото запазва стабилна форма. Това движение се нарича топлинно движение на молекулите.
Brownian motion
През 1827 г. известният британски ботаник Робърт Браун използва микроскоп, за да изследва поведението на микроскопичните поленови частици във водата. Той обърна внимание на факта, че частиците непрекъснато се движат в хаотичен, противоречащ на логическия ред, и това произволно движение не зависи от нищо.движението на течността, в която са били, нито от нейното изпаряване. Най-малките частици прашец описват сложни, мистериозни траектории. Интересно е, че интензивността на такова движение не намалява с времето и не е свързана с химичните свойства на средата, а само нараства, ако вискозитетът на тази среда или размерът на движещите се частици намаляват. Освен това температурата оказва голямо влияние върху скоростта на движение на молекулите: колкото по-висока е, толкова по-бързо се движат частиците.
Дифузия
Преди много време хората осъзнаха, че всички вещества в света се състоят от най-малките частици: йони, атоми, молекули и между тях има празнини и тези частици се движат непрекъснато и произволно.
Дифузията е следствие от термичното движение на молекулите. Можем да наблюдаваме примери почти навсякъде в ежедневието: както в ежедневието, така и в дивата природа. Това е разпространение на миризми, залепване на различни твърди предмети, смесване на течности.
Научно казано, дифузията е явлението на проникване на молекули на едно вещество в пролуките между молекулите на друго вещество.
Газове и дифузия
Най-простият пример за дифузия в газове е сравнително бързото разпространение на миризми (и приятни, и не толкова приятни) във въздуха.
Дифузията в газове може да бъде изключително опасна, поради това явление отравянето с въглероден оксид и други токсични газове се случва със светкавична скорост.
Дифузия в течности
Докато дифузията в газовете става бързо, най-често за секунди, дифузията в течности отнема цели минути ипонякога дори часове. Зависи от плътността и температурата.
Един пример за дифузия в течности е много бързото разтваряне на соли, алкохоли и киселини, образуващи хомогенни разтвори за кратко време.
Дифузия в твърди вещества
В твърдите вещества дифузията е най-трудна, при нормална стайна или външна температура е невидима. Във всички съвременни и стари учебници, експериментите с оловни и златни плочи са описани като пример за дифузия в твърди тела. Този експеримент показа, че само след повече от четири години пренебрежимо малко количество злато е проникнало в оловото, а оловото е проникнало в златото на дълбочина не повече от пет милиметра. Тази разлика се дължи на факта, че плътността на оловото е много по-висока от плътността на златото.
Следователно, скоростта и интензивността на дифузия не на последно място зависят от плътността на веществото и скоростта на хаотичното движение на молекулите, а скоростта от своя страна зависи от температурата. Дифузията е по-интензивна и по-бърза при по-високи температури.
Примери за разпространение в ежедневието
Ние дори не се замисляме за факта, че всеки ден на почти всяка крачка се срещаме с явлението дифузия. Ето защо това явление се смята за едно от най-значимите и интересни във физиката.
Един от най-простите примери за дифузия в ежедневието е разтварянето на захар в чай или кафе. Ако парче захар се постави в чаша вряла вода, след известно време тя ще изчезне без следа, докато обемът на течността се изравнявапрактически непроменен.
Ако се огледате внимателно, можете да намерите много примери за дифузия, които правят живота ни по-лесен:
- разтварящ прах за пране, калиев перманганат, сол;
- пръскане на освежители за въздух;
- спрейове за гърло;
- измиване на мръсотия от повърхността на бельото;
- смесване на цветове от художника;
- месене на тесто;
- приготвяне на богати бульони, супи и сосове, сладки компоти и плодови напитки.
През 1638 г., завръщайки се от Монголия, посланик Василий Старков подарява на руския цар Михаил Федорович почти 66 кг сушени листа със странен тръпчив аромат. Московчани, които никога не са го опитвали, много харесват това изсушено растение и все още го използват с удоволствие. разпознахте ли го? Разбира се, това е чай, който се приготвя поради феномена на дифузия.
Примери за разпространение в околната среда
Ролята на дифузията в света около нас е много голяма. Един от най-важните примери за дифузия е кръвообращението в живите организми. Кислородът от въздуха навлиза в кръвоносните капиляри, разположени в белите дробове, след което се разтваря в тях и се разпространява по цялото тяло. От своя страна въглеродният диоксид дифундира от капилярите в алвеолите на белите дробове. Хранителните вещества, освободени от храната, дифундират в клетките.
При тревисти растителни видове дифузията става през цялата им зелена повърхност, при по-големите цъфтящи растения - през листа и стъбла, в храсти и дървета - през пукнатинив кората на стволовете, клоните и лещата.
В допълнение, пример за дифузия във външния свят е усвояването на вода и минерали, разтворени в нея от кореновата система на растенията от почвата.
Именно дифузията е причината съставът на долната атмосфера да е хетерогенен и се състои от няколко газа.
За съжаление, в нашия несъвършен свят има много малко хора, които не знаят какво е инжекция, известна още като "инжекция". Този вид болезнено, но ефективно лечение също се основава на феномена на дифузия.
Замърсяване на околната среда: почва, въздух, водни тела - това също са примери за дифузия в природата.
Бели облаци, топящи се в синьото небе, толкова обичани от поетите на всички времена - тя също е дифузия, позната на всеки ученик от средното и гимназията!
И така, дифузията е нещо, без което животът ни би бил не само по-труден, но и почти невъзможен.
