Дифузія, фізика

Якщо в кімнату внести якусь пахучу речовину, наприклад ефір, то його запах через деякий час буде відчуватися по всій кімнаті. Чому це відбувається?

Поширення запаху пояснюється рухом молекул. Цей рух носить безперервний і безладний характер. Стикаючись з молекулами газів, що входять до складу повітря, молекули ефіру багато разів змінюють напрямок свого руху і, безладно переміщуючись, розлітаються по всій кімнаті.

Те, що молекули всіх тіл безперервно і безладно рухаються, підтверджується і іншими численними дослідами. Розглянемо один з них.

У скляну посудину наливають водний розчин мідного купоросу. Цей розчин має темно-блакитний колір. Поверх розчину в посудину дуже обережно, щоб не змішати рідини, наливають чисту воду. Мідний купорос важча за воду і тому залишається внизу посудини.

На початку досвіду між двома рідинами видно різка межа. Залишимо посудину в спокої. Через кілька днів можна помітити, що межа розділу між рідинами розпливлася. А через два тижні ця межа взагалі зникне і в посудині буде знаходитися однорідна рідина блідо-блакитного кольору (рис. 72). Це означає, що рідини перемішалися. Мимовільне перемішування речовин називається дифузією.

Дифузія, фізика
Дифузія пояснюється так (рис. 73). Спочатку внаслідок свого руху окремі молекули води і мідного купоросу, що знаходяться біля кордону між ними, обмінюються місцями. Молекули мідного купоросу потрапляють в нижній шар води, а молекули води - в верхній шар розчину мідного купоросу. Кордон між рідинами через це розпливається. Проникнувши всередину «чужий» рідини, молекули починають обмінюватися місцями з її частками, що знаходяться у все більш глибоких шарах. Кордон розділу рідин стає ще більш розпливчастою. Завдяки безперервному і безладного руху молекул цей процес призводить врешті-решт до того, що вся рідина в посудині стає однорідною.
Дифузія, фізика
Отже, причиною дифузії є безперервне і безладний рух частинок речовини. При дифузії частки одного речовини проникають в проміжки між частинками іншої речовини, і речовини перемішуються.

Дифузія може відбуватися і в газах, і в рідинах, і в твердих тілах.

Найбільш швидко дифузія відбувається в газах (саме тому так швидко поширюється запах в повітрі).

В рідинах дифузія відбувається повільніше, ніж в газах. Це пояснюється тим, що молекули рідини розташовані значно густіше, і тому «пробиратися» через них значно важче.

Найповільніше дифузія відбувається в твердих тілах. В одному з дослідів гладко відшліфовані пластини свинцю і золота поклали одна на іншу і стиснули вантажем. Через п'ять років золото і свинець проникли один в одного на 1 мм.

Швидкість протікання дифузії збільшується з ростом температури.

Дифузія має велике значення в процесах життєдіяльності людини, тварин і рослин. Наприклад, саме завдяки дифузії кисень з легких проникає в кров людини, а з крові - в тканини.

1. Поясніть, як поширюється ефір в кімнаті. Що доводить це явище? 2. Що таке дифузія? 3. Опишіть досвід, в якому спостерігають дифузію рідин. 4. Що є причиною дифузії? 5. Чи однаково швидко протікає дифузія в газах, рідинах і твердих тілах? Наведіть приклади. 6. На якому явищі заснована засолювання овочів? 7. Поясніть, яким чином молекули кисню з повітря потрапляють у воду річок, озер та інших водойм.
Експериментальне завдання. Покладіть иа дио склянки крупііку марганцівки (калію перманганат) і зверху налийте холодну воду. Чи не перемішуючи воду, визначте, через який час молекули марганцівки потраплять в верхній шар води. Вимірявши висоту рівня води, обчисліть швидкість протікання дифузії.

Схожі статті