V Межрегиональные Мартыновские чтения

Направление- исследовательская работа

«В мире физико- математических наук»

ТАИНСТВЕННАЯ ДИФФУЗИЯ

Агеева Ульяна

Ученица 2 «А»

МБОУ-СОШ №1

р.п.Степное

Советского района

Саратовской области

Руководитель:

Агеева Вероника Геннадиевна

Содержание

Цель и задачи работы:	Стр 3
Актуальность	Стр 3
Введение	Стр 4
Основная часть Явление диффузии- теория.	Стр 4
Явление диффузии- практика.	Стр 5
Опыт –диффузия в жидкости	Стр 5
Опыт с растворением окрашенных конфет	Стр 5
Опыт - диффузия в газах.	Стр 6
Опыт с газами, находящимися под давлением	Стр 7
Опыты с марганцем ( проникновение в зависимости от плотности)	Стр 8
Диффузия и безопасность	Стр 10
Занимательная диффузия: Задача Григория Остера Коля и Витя Колобок	Стр 11
Заключение	Стр 13
Литература	Стр 14

Введение

Цель работы:

• Рассмотреть явление диффузии

Задачи:

• доказать, что диффузия зависит от температуры;

• рассмотреть примеры диффузии в домашних опытах;

• убедиться, что диффузия в разных веществах происходит по- разному.

Актуальность:; диффузия имеет большое значение в жизни человека, животных и растений, а также в технике

Я очень люблю купаться с гелем для душа. А ещё я люблю задавать вопросы. И однажды я задумалась:

• Почему гель в воде растворяется?

• Почему запах геля не исчезает даже после купания?

Я задала эти вопросы своему тьютору Валерии, а она произнесла таинственное слово: «ДИФФУЗИЯ» Я тут же принялась искать ответ на новый вопрос: что же это такое? За ответом мы обратились за помощью к учителю физики ( не зря же мы в этом году на занятиях кружка стали с физикой знакомиться). Вот что мы с Валерией услышали.

Основная часть

ЯВЛЕНИЕ ДИФФУЗИИ- ТЕОРИЯ.

Диффузия- это самопроизвольное перемешивание соприкасающихся веществ, происходящее вследствие хаотического (беспорядочного)движения молекул.

Ещё одно определение: диффузия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание) — процесс переноса материи или энергии из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.

Самым известным примером диффузии является перемешивание газов или жидкостей (если в воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время станет равномерно окрашенной).

Диффузия происходит в жидкостях, твердых телах и газах. Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях, ещё медленнее в твёрдых телах, что обусловлено характером теплового движения частиц в этих средах. Траектория движения каждой частицы газа представляет собой ломаную линию, т.к. при столкновениях частицы меняют направление и скорость своего движения. столетиями рабочие сваривали металлы и получали сталь нагреванием твердого железа в атмосфере углерода, не имея ни малейшего представления о происходящих при этом диффузионных процессах. Лишь в 1896г. началось изучение проблемы.

Английский металлург Вильям Робертс –Аустин в простом эксперименте измерил диффузию золота в свинце. Он наплавил тонкий диск золота на конец цилиндра из чистого свинца длиной в 1 дюйм (2,45 см), поместил этот цилиндр в печь, где поддерживалась температура около 200⁰С, и держал его в печи 10 дней. Оказалось, что к«чистому концу» через весь цилиндр прошло вполне измеримое количество золота. Это еще раз доказывает. что скорость диффузии очень быстро возрастает с повышением температуры. Например, цинк диффундирует в медь при 300⁰С почти в 100 миллионов раз быстрее, чем при комнатной температуре.

Диффузия молекул протекает очень медленно. Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель, прежде чем раствор станет однородным.

ЯВЛЕНИЕ ДИФФУЗИИ- ПРАКТИКА.

Физическое объяснение мы нашли. Я поняла, что диффузия прослеживается во многих домашних процессах:

а)засолка овощей;

б)получение сахара;

в)варка варенья;

г) окрашивание тканей;

д)стирка вещей и т.д.

И тут же, как обычно, решила познакомиться с тайной поближе. Ведь каждый ребёнок знает: чтобы понять, надо «потрогать». Могу ли я «потрогать» диффузию?

Чтобы попытаться найти ответы на мои вопросы, приступила к этапу второму. От теории я перешла к практике, то есть к опытам.

Купаюсь я в тёплой воде. Гель для душа растворяется в ней довольно быстро. Интересно:

Зависит ли диффузия от температуры?

Опыт –диффузия в жидкости

Была исследована скорость растворения кофе и сахара в воде различной температуры

При проведении опыта были использованы два стакана- с холодной и горячей водой. При заваривании было выяснено, что в стакане с горячей водой процесс растворения происходил быстрее.

Опыт с растворением окрашенных конфет

Вместе мы провели следующий опыт. В ёмкость с холодной водой были помещены 4 конфеты различной окраски. Мы засекли время. Только через 7 минут жидкость начала окрашиваться

.

Далее в такой же ёмкости мы снова разложили конфеты, и добавили горячую воду. Явление диффузии проявилось через 1,5 минуты.

Вывод: явление диффузии зависит от температуры, при высокой температуре оно проявляется быстрее.

Опыт - диффузия в газах.

С диффузионными процессами в жидкостях я разобралась. А как насчёт запахов, то есть газов?

Когда я на кухне режу лук , готовлю ужин, варю обед или готовлю маринад для заливки овощей ( я очень люблю готовить!), ароматы из кухни распространяются по всей квартире. Это тоже благодаря диффузии

газов- запахов.

.

Запахи? Я люблю запахи!

Опыт с газами, находящимися под давлением

Я исследовала зависимость скорости распространения аромата в комнате от температуры:

из одной комнаты в другую аромат освежителя воздуха распространился за 20,53 сек;

затем я разбрызгала освежитель около настольной лампы, время - 14,03 сек.

Вывод: Скорость диффузии повышается с температурой, так как при нагревании увеличивается скорость движения молекул.

А ещё именно запах привлекает насекомых- так они помогают опылению растений. ( Я люблю запахи растений. Может, я насекомое? Надо подумать на досуге)

Опыты с марганцем ( проникновение в зависимости от плотности)

Были использованы яблоки разных сортов:«Грей»(2), «Антоновка»(1), «Джонатан»(3).

У яблок сорта «Антоновка»(1) проникновение марганца было медленнее. Этот сорт яблок – зимний, возможно он менее сочный, а их структура более плотная.

Для проведения следующего опыта использованы следующие овощи: репа, морковь, кабачок, картофель.

Через три часа было обнаружено, что проникновение марганца в кабачке, картофеле было больше, чем в репе и моркови. Репа и морковь имеют структуру более плотную, и глубина проникновения частиц марганца была меньше.

Вывод: Скорость диффузии зависит от плотности соприкасающихся материалов.

• Учёные заметили закон, Что если рядом близко два металла, То через время, с каждой из сторон, Молекулы пойдут друг к другу. И немало... А если компоненты послабей, Молекулы идут ещё смелей...

Именно поэтому нам так легко работать с пластилином.