Láttál már kis, idegesítő törpe hordáit véletlenszerűen nyüzsögni a fejed fölött? Néha úgy tűnik, mintha mozdulatlanul lógnának a levegőben. Ez a raj egyrészt mozdulatlan, másrészt a benne lévő rovarok folyamatosan mozognak jobbra, balra, fel, le, folyamatosan egymásnak ütköznek és újra szétszóródnak ebben a felhőben, mintha egy láthatatlan erő tartaná össze őket..
A molekulák mozgása hasonlóan kaotikus, miközben a test megőrzi stabil alakját. Ezt a mozgást a molekulák hőmozgásának nevezik.
Brown-mozdulat
1827-ben a híres brit botanikus, Robert Brown mikroszkóp segítségével vizsgálta a vízben lévő mikroszkopikus pollenrészecskék viselkedését. Felhívta a figyelmet arra, hogy a részecskék folyamatosan kaotikus, logikát meghazudtoló sorrendben mozogtak, és ez a véletlenszerű mozgás nem függ semmitől.a folyadék mozgásától, amelyben voltak, sem a párolgásától. A pollen legkisebb részecskéi összetett, titokzatos pályákat írtak le. Érdekes, hogy az ilyen mozgás intenzitása nem csökken az idő múlásával, és nincs összefüggésben a közeg kémiai tulajdonságaival, hanem csak akkor nő, ha ennek a közegnek a viszkozitása vagy a mozgó részecskék mérete csökken. Ezenkívül a hőmérséklet nagyban befolyásolja a molekulák mozgási sebességét: minél magasabb, annál gyorsabban mozognak a részecskék.
Diffúzió
Régen az emberek felismerték, hogy a világ összes anyaga a legkisebb részecskékből áll: ionokból, atomokból, molekulákból, és ezek között rések vannak, és ezek a részecskék folyamatosan és véletlenszerűen mozognak.
A diffúzió a molekulák hőmozgásának következménye. A hétköznapokban szinte mindenhol megfigyelhetünk példákat: a hétköznapokban és az élővilágban egyaránt. Ez a szagok terjesztése, különféle szilárd tárgyak ragasztása, folyadékok keverése.
Tudományosan szólva a diffúzió az egyik anyag molekuláinak behatolásának jelensége egy másik anyag molekulái közötti résbe.
Gázok és diffúzió
A gázok diffúziójának legegyszerűbb példája a szagok meglehetősen gyors terjedése (mind kellemes, mind nem túl kellemes) a levegőben.
A gázok diffúziója rendkívül veszélyes lehet, ennek következtében a szén-monoxiddal és más mérgező gázokkal való mérgezés villámgyorsan történik.
Diffúzió folyadékokban
Míg a gázokban a diffúzió gyorsan, leggyakrabban másodpercek alatt megy végbe, a folyadékokban a diffúzió egész perceket vesz igénybe.néha órákat is. Ez a sűrűségtől és a hőmérséklettől függ.
A folyadékokban való diffúzió egyik példája a sók, alkoholok és savak nagyon gyors oldódása, amely rövid időn belül homogén oldatokat képez.
Diffúzió szilárd anyagokban
Szilárd anyagokban a diffúzió a legnehezebb, normál szoba- vagy kültéri hőmérsékleten láthatatlan. Minden modern és régi iskolai tankönyvben az ólom- és aranylemezekkel végzett kísérleteket a szilárd anyagok diffúziójának példájaként írják le. Ez a kísérlet kimutatta, hogy csak több mint négy év elteltével, elhanyagolható mennyiségű arany hatol be az ólomba, és az ólom legfeljebb öt milliméter mélységig hatolt az aranyba. Ez a különbség abból adódik, hogy az ólom sűrűsége sokkal nagyobb, mint az arany sűrűsége.
Következésképpen a diffúzió sebessége és intenzitása nem utolsósorban az anyag sűrűségétől és a molekulák kaotikus mozgásának sebességétől, a sebesség pedig a hőmérséklettől függ. Magasabb hőmérsékleten a diffúzió intenzívebb és gyorsabb.
Példák diffúzióra a mindennapi életben
Nem is gondolunk arra, hogy minden nap szinte minden lépésnél találkozunk a diffúzió jelenségével. Ezért tartják ezt a jelenséget a fizika egyik legjelentősebb és legérdekesebb jelenségének.
A mindennapi élet diffúziójának egyik legegyszerűbb példája a cukor feloldódása a teában vagy a kávéban. Ha egy darab cukrot egy pohár forrásban lévő vízbe teszünk, egy idő után nyom nélkül eltűnik, miközben a folyadék mennyisége isgyakorlatilag változatlan.
Ha figyelmesen körülnéz, számos példát találhat a diffúzióra, amely megkönnyíti az életünket:
- mosópor, kálium-permanganát, só feloldása;
- permetező légfrissítők;
- torkospray;
- szennyeződések lemosása az ágynemű felületéről;
- színek keverése a művész által;
- tészta dagasztása;
- gazdag húslevesek, levesek és mártások, édes kompótok és gyümölcsitalok készítése.
1638-ban, Mongóliából hazatérő Vaszilij Sztarkov nagykövet Mihail Fedorovics orosz cárnak ajándékba adta csaknem 66 kg szárított, furcsa fanyar aromájú leveleket. Azok a moszkvaiak, akik még soha nem próbálták, nagyon szerették ezt a szárított növényt, és továbbra is szívesen használják. Felismerted őt? Természetesen ez egy olyan tea, amelyet a diffúzió jelensége miatt főznek.
Példák diffúzióra a környezetben
A diffúzió szerepe a minket körülvevő világban nagyon nagy. A diffúzió egyik legfontosabb példája az élő szervezetek vérkeringése. A levegőből származó oxigén a tüdőben elhelyezkedő vérkapillárisokba jut, majd feloldódik bennük és szétterjed a szervezetben. A szén-dioxid viszont a kapillárisokból a tüdő alveolusaiba diffundál. Az élelmiszerből felszabaduló tápanyagok a sejtekbe diffundálnak.
A lágyszárú növényfajoknál a diffúzió a teljes zöldfelületükön, a nagyobb virágos növényeknél - leveleken és száron, cserjéken és fákon - repedéseken keresztül történika törzsek, ágak és lencsék kérgében.
Emellett a külvilágban való diffúzió példája a növények gyökérrendszere által a benne oldott víz és ásványi anyagok felszívódása a talajból.
A diffúzió az oka annak, hogy az alsó légkör összetétele heterogén és több gázból áll.
Sajnos tökéletlen világunkban nagyon kevés ember van, aki nem tudja, mi az az injekció, más néven "injekció". Ez a fajta fájdalmas, de hatékony kezelés is a diffúzió jelenségén alapul.
Környezetszennyezés: talaj, levegő, víztestek – ezek is példák a természetben való diffúzióra.
Fehér felhők olvadnak a kék égen, akit minden idők költői annyira kedveltek – ő is egy olyan diffúzió, amelyet minden közép- és középiskolás diák ismer!
Tehát a diffúzió olyan dolog, ami nélkül életünk nemcsak nehezebb lenne, de szinte lehetetlen is.
