Ar jūs kada nors matėte minias mažų erzinančių midijų, atsitiktinai knibždančias virš galvos? Kartais atrodo, kad jie nejudėdami kabo ore. Viena vertus, šis spiečius yra nejudantis, kita vertus, jame esantys vabzdžiai nuolat juda į dešinę, į kairę, aukštyn, žemyn, nuolat susiduria vienas su kitu ir vėl išsisklaido šiame debesyje, tarsi nematoma jėga juos laikytų kartu..
Molekulių judesiai yra taip pat chaotiški, o kūnas išlaiko stabilią formą. Šis judėjimas vadinamas terminiu molekulių judėjimu.
Brauno judesys
Dar 1827 m. garsus britų botanikas Robertas Brownas naudojo mikroskopą, kad ištirtų mikroskopinių žiedadulkių dalelių elgesį vandenyje. Jis atkreipė dėmesį į tai, kad dalelės nuolat judėjo chaotiška, prieštaraujančia logikai tvarka ir šis atsitiktinis judėjimas nuo nieko nepriklauso.nei skysčio, kuriame jie buvo, judėjimo, nei jo išgaravimo. Mažiausios žiedadulkių dalelės apibūdino sudėtingas, paslaptingas trajektorijas. Įdomu tai, kad tokio judėjimo intensyvumas laikui bėgant nemažėja ir nesusijęs su terpės cheminėmis savybėmis, o tik didėja, jei mažėja šios terpės klampumas ar judančių dalelių dydis. Be to, temperatūra turi didelę įtaką molekulių judėjimo greičiui: kuo ji didesnė, tuo greičiau juda dalelės.
Difuzija
Seniai žmonės suprato, kad visos pasaulio medžiagos susideda iš mažiausių dalelių: jonų, atomų, molekulių, tarp jų yra tarpai, o šios dalelės nuolat ir atsitiktinai juda.
Difuzija yra terminio molekulių judėjimo pasekmė. Pavyzdžius galime stebėti beveik visur kasdienybėje: ir kasdienybėje, ir laukinėje gamtoje. Tai kvapų skleidimas, įvairių kietų daiktų klijavimas, skysčių maišymas.
Moksliškai kalbant, difuzija yra reiškinys, kai vienos medžiagos molekulės prasiskverbia į tarpus tarp kitos medžiagos molekulių.
Dujos ir difuzija
Paprasčiausias difuzijos dujose pavyzdys yra gana greitas kvapų (tiek malonių, tiek ne tokių malonių) plitimas ore.
Difuzija dujose gali būti itin pavojinga, nes dėl šio reiškinio žaibo greičiu įvyksta apsinuodijimas anglies monoksidu ir kitomis toksiškomis dujomis.
Difuzija skysčiuose
Dujose difuzija vyksta greitai, dažniausiai per sekundes, skysčiuose difuzija trunka ištisas minutes irkartais net valandas. Tai priklauso nuo tankio ir temperatūros.
Vienas difuzijos skysčiuose pavyzdžių yra labai greitas druskų, alkoholių ir rūgščių tirpimas, per trumpą laiką susidarantis vienalyčius tirpalus.
Difuzija kietose medžiagose
Kietose medžiagose difuzija yra sunkiausia, esant normaliai kambario ar lauko temperatūrai, ji nematoma. Visuose šiuolaikiniuose ir senosios mokyklos vadovėliuose eksperimentai su švino ir aukso plokštelėmis aprašyti kaip difuzijos kietose medžiagose pavyzdys. Šis eksperimentas parodė, kad tik po daugiau nei ketverių metų į šviną prasiskverbė nežymus aukso kiekis, o švinas į auksą įsiskverbė ne daugiau kaip penkių milimetrų gylyje. Šis skirtumas atsirado dėl to, kad švino tankis yra daug didesnis nei aukso tankis.
Todėl difuzijos greitis ir intensyvumas ne mažiau priklauso nuo medžiagos tankio ir chaotiško molekulių judėjimo greičio, o greitis, savo ruožtu, priklauso nuo temperatūros. Aukštesnėje temperatūroje difuzija yra intensyvesnė ir greitesnė.
Kasdieniame gyvenime sklaidos pavyzdžiai
Mes net nesusimąstome apie tai, kad kiekvieną dieną beveik kiekviename žingsnyje susiduriame su sklaidos reiškiniu. Štai kodėl šis reiškinys laikomas vienu reikšmingiausių ir įdomiausių fizikoje.
Vienas iš paprasčiausių sklaidos pavyzdžių kasdieniame gyvenime yra cukraus ištirpimas arbatoje ar kavoje. Jei cukraus gabalėlis įdėtas į stiklinę verdančio vandens, po kurio laiko jis išnyks be pėdsakų, o skysčio tūris net išnykspraktiškai nepakito.
Atidžiai apsidairę, galite rasti daug sklaidos pavyzdžių, kurie palengvina mūsų gyvenimą:
- tirpinami skalbimo milteliai, kalio permanganatas, druska;
- purškiami oro gaivikliai;
- gerklės purškalai;
- nešvarumų plovimas nuo patalynės paviršiaus;
- spalvų maišymas pagal dailininką;
- tešlos minkymas;
- sotaus sultinio, sriubų ir padažų, saldžių kompotų ir vaisių gėrimų ruošimas.
1638 m., grįžęs iš Mongolijos, ambasadorius Vasilijus Starkovas Rusijos carui Michailui Fedorovičiui padovanojo beveik 66 kg džiovintų lapų, turinčių keistą aštrų aromatą. Niekada jo nebandžiusiems maskviečiams šis džiovintas augalas labai patiko, su malonumu naudojasi iki šiol. Ar atpažinote jį? Žinoma, tai arbata, verdama dėl difuzijos reiškinio.
Sklidimo aplinkoje pavyzdžiai
Sklidimo vaidmuo mus supančiame pasaulyje yra labai didelis. Vienas iš svarbiausių difuzijos pavyzdžių yra gyvų organizmų kraujotaka. Deguonis iš oro patenka į kraujo kapiliarus, esančius plaučiuose, vėliau juose ištirpsta ir pasklinda po visą organizmą. Savo ruožtu anglies dioksidas iš kapiliarų pasklinda į plaučių alveoles. Iš maisto išsiskiriančios maistinės medžiagos pasklinda į ląsteles.
Žolinių augalų rūšių difuzija vyksta per visą žaliąjį paviršių, didesniuose žydinčių augalų - per lapus ir stiebus, krūmuose ir medžiuose - per plyšiuskamienų, šakų ir lęšių žievėje.
Be to, difuzijos išoriniame pasaulyje pavyzdys yra augalų šaknų sistemos vandens ir jame ištirpusių mineralų pasisavinimas iš dirvožemio.
Būtent difuzija yra priežastis, kodėl žemutinės atmosferos sudėtis yra nevienalytė ir susideda iš kelių dujų.
Deja, mūsų netobulame pasaulyje labai mažai žmonių nežino, kas yra injekcija, dar vadinama „injekcija“. Toks skausmingas, bet veiksmingas gydymas taip pat pagrįstas difuzijos reiškiniu.
Aplinkos tarša: dirvožemis, oras, vandens telkiniai – tai irgi sklaidos gamtoje pavyzdžiai.
Mėlyname danguje tirpstantys b alti debesys, taip mylimi visų laikų poetų – ją taip pat žino kiekvienas vidurinės ir vidurinės mokyklos mokinys!
Taigi, difuzija yra kažkas, be kurio mūsų gyvenimas būtų ne tik sunkesnis, bet ir beveik neįmanomas.
