Έχετε δει ποτέ ορδές από μικρά ενοχλητικά σκνίπες να συσσωρεύονται τυχαία από πάνω; Μερικές φορές φαίνεται ότι μοιάζουν να κρέμονται ακίνητα στον αέρα. Από τη μια, αυτό το σμήνος είναι ακίνητο, από την άλλη, τα έντομα μέσα σε αυτό κινούνται συνεχώς δεξιά, αριστερά, πάνω, κάτω, συνεχώς συγκρούονται μεταξύ τους και σκορπίζονται ξανά μέσα σε αυτό το σύννεφο, σαν μια αόρατη δύναμη να τα κρατά μαζί..
Οι κινήσεις των μορίων είναι παρόμοια χαοτικές, ενώ το σώμα διατηρεί σταθερό σχήμα. Αυτή η κίνηση ονομάζεται θερμική κίνηση των μορίων.
Brownian motion
Πίσω στο 1827, ο διάσημος Βρετανός βοτανολόγος Robert Brown χρησιμοποίησε ένα μικροσκόπιο για να μελετήσει τη συμπεριφορά των μικροσκοπικών σωματιδίων γύρης στο νερό. Επέστησε την προσοχή στο γεγονός ότι τα σωματίδια κινούνταν συνεχώς με μια χαοτική, αψηφώντας τη λογική σειρά, και αυτή η τυχαία κίνηση δεν εξαρτιόταν από τίποτα.την κίνηση του υγρού στο οποίο βρίσκονταν, ούτε από την εξάτμισή του. Τα μικρότερα σωματίδια γύρης περιέγραψαν περίπλοκες, μυστηριώδεις τροχιές. Είναι ενδιαφέρον ότι η ένταση μιας τέτοιας κίνησης δεν μειώνεται με το χρόνο και δεν σχετίζεται με τις χημικές ιδιότητες του μέσου, αλλά αυξάνεται μόνο εάν το ιξώδες αυτού του μέσου ή το μέγεθος των κινούμενων σωματιδίων μειωθεί. Επιπλέον, η θερμοκρασία έχει μεγάλη επίδραση στην ταχύτητα κίνησης των μορίων: όσο υψηλότερη είναι, τόσο πιο γρήγορα κινούνται τα σωματίδια.
Διάχυση
Πριν από πολύ καιρό, οι άνθρωποι συνειδητοποίησαν ότι όλες οι ουσίες στον κόσμο αποτελούνται από τα μικρότερα σωματίδια: ιόντα, άτομα, μόρια και υπάρχουν κενά μεταξύ τους και αυτά τα σωματίδια κινούνται συνεχώς και τυχαία.
Η διάχυση είναι συνέπεια της θερμικής κίνησης των μορίων. Μπορούμε να παρατηρήσουμε παραδείγματα σχεδόν παντού στην καθημερινή ζωή: τόσο στην καθημερινή ζωή όσο και στην άγρια ζωή. Αυτή είναι η εξάπλωση οσμών, η κόλληση διαφόρων στερεών αντικειμένων, η ανάμειξη υγρών.
Επιστημονικά, διάχυση είναι το φαινόμενο της διείσδυσης μορίων μιας ουσίας στα κενά μεταξύ των μορίων μιας άλλης ουσίας.
Αέρια και διάχυση
Το απλούστερο παράδειγμα διάχυσης στα αέρια είναι η αρκετά γρήγορη εξάπλωση των οσμών (και ευχάριστες και όχι τόσο ευχάριστες) στον αέρα.
Η διάχυση στα αέρια μπορεί να είναι εξαιρετικά επικίνδυνη, εξαιτίας αυτού του φαινομένου η δηλητηρίαση με μονοξείδιο του άνθρακα και άλλα τοξικά αέρια συμβαίνει με ταχύτητα κεραυνού.
Διάχυση σε υγρά
Ενώ η διάχυση στα αέρια γίνεται γρήγορα, τις περισσότερες φορές σε δευτερόλεπτα, η διάχυση στα υγρά διαρκεί ολόκληρα λεπτά καιμερικές φορές ακόμη και ώρες. Εξαρτάται από την πυκνότητα και τη θερμοκρασία.
Ένα παράδειγμα διάχυσης σε υγρά είναι η πολύ γρήγορη διάλυση αλάτων, αλκοολών και οξέων, σχηματίζοντας ομοιογενή διαλύματα σε σύντομο χρονικό διάστημα.
Διάχυση σε στερεά
Στα στερεά, η διάχυση είναι η πιο δύσκολη, σε κανονική θερμοκρασία δωματίου ή εξωτερικού χώρου είναι αόρατη. Σε όλα τα σύγχρονα και παλιά σχολικά εγχειρίδια, τα πειράματα με πλάκες μολύβδου και χρυσού περιγράφονται ως παράδειγμα διάχυσης σε στερεά. Αυτό το πείραμα έδειξε ότι μόνο μετά από περισσότερα από τέσσερα χρόνια, μια αμελητέα ποσότητα χρυσού διείσδυσε στον μόλυβδο και ο μόλυβδος διείσδυσε σε χρυσό σε βάθος όχι μεγαλύτερο από πέντε χιλιοστά. Αυτή η διαφορά οφείλεται στο γεγονός ότι η πυκνότητα του μολύβδου είναι πολύ μεγαλύτερη από την πυκνότητα του χρυσού.
Συνεπώς, η ταχύτητα και η ένταση της διάχυσης εξαρτάται τουλάχιστον από την πυκνότητα της ουσίας και την ταχύτητα της χαοτικής κίνησης των μορίων, και η ταχύτητα, με τη σειρά της, εξαρτάται από τη θερμοκρασία. Η διάχυση είναι πιο έντονη και ταχύτερη σε υψηλότερες θερμοκρασίες.
Παραδείγματα διάχυσης στην καθημερινή ζωή
Δεν σκεφτόμαστε καν το γεγονός ότι κάθε μέρα σχεδόν σε κάθε βήμα συναντάμε το φαινόμενο της διάχυσης. Γι' αυτό το φαινόμενο αυτό θεωρείται ένα από τα πιο σημαντικά και ενδιαφέροντα στη φυσική.
Ένα από τα πιο απλά παραδείγματα διάχυσης στην καθημερινή ζωή είναι η διάλυση της ζάχαρης στο τσάι ή τον καφέ. Αν ένα κομμάτι ζάχαρη τοποθετηθεί σε ένα ποτήρι βραστό νερό, μετά από λίγο θα εξαφανιστεί χωρίς ίχνος, ενώ ακόμη και ο όγκος του υγρούπρακτικά αμετάβλητο.
Αν κοιτάξετε προσεκτικά γύρω σας, μπορείτε να βρείτε πολλά παραδείγματα διάχυσης που κάνουν τη ζωή μας ευκολότερη:
- διαλυτική σκόνη πλυσίματος, υπερμαγγανικό κάλιο, αλάτι;
- ψεκασμός αποσμητικά χώρου;
- σπρέι λαιμού;
- πλύση βρωμιάς από την επιφάνεια των λευκών ειδών;
- ανάμιξη χρωμάτων από τον καλλιτέχνη;
- ζύμωμα;
- προετοιμασία από πλούσιους ζωμούς, σούπες και σάλτσες, γλυκές κομπόστες και ποτά φρούτων.
Το 1638, επιστρέφοντας από τη Μογγολία, ο Πρέσβης Vasily Starkov έκανε δώρο στον Ρώσο Τσάρο Mikhail Fedorovich σχεδόν 66 κιλά αποξηραμένα φύλλα με ένα περίεργο άρωμα τάρτας. Στους Μοσχοβίτες που δεν το έχουν δοκιμάσει ποτέ άρεσε πολύ αυτό το αποξηραμένο φυτό και εξακολουθούν να το χρησιμοποιούν με ευχαρίστηση. Τον αναγνωρίσατε; Φυσικά πρόκειται για τσάι που παρασκευάζεται λόγω του φαινομένου της διάχυσης.
Παραδείγματα διάχυσης στο περιβάλλον
Ο ρόλος της διάχυσης στον κόσμο γύρω μας είναι πολύ υψηλός. Ένα από τα πιο σημαντικά παραδείγματα διάχυσης είναι η κυκλοφορία του αίματος στους ζωντανούς οργανισμούς. Το οξυγόνο από τον αέρα εισέρχεται στα τριχοειδή αγγεία του αίματος που βρίσκονται στους πνεύμονες, στη συνέχεια διαλύεται σε αυτά και εξαπλώνεται σε όλο το σώμα. Με τη σειρά του, το διοξείδιο του άνθρακα διαχέεται από τα τριχοειδή αγγεία στις κυψελίδες των πνευμόνων. Τα θρεπτικά συστατικά που απελευθερώνονται από τα τρόφιμα διαχέονται στα κύτταρα.
Στα ποώδη είδη φυτών, η διάχυση γίνεται σε ολόκληρη την πράσινη επιφάνειά τους, σε μεγαλύτερα ανθοφόρα φυτά - μέσω φύλλων και μίσχων, σε θάμνους και δέντρα - μέσω ρωγμώνστο φλοιό των κορμών και των κλαδιών και των φακών.
Επιπλέον, ένα παράδειγμα διάχυσης στον έξω κόσμο είναι η απορρόφηση νερού και μετάλλων που διαλύονται σε αυτό από το ριζικό σύστημα των φυτών από το έδαφος.
Είναι η διάχυση που είναι ο λόγος για τον οποίο η σύνθεση της κατώτερης ατμόσφαιρας είναι ετερογενής και αποτελείται από πολλά αέρια.
Δυστυχώς, στον ατελή κόσμο μας, υπάρχουν πολύ λίγοι άνθρωποι που δεν γνωρίζουν τι είναι μια ένεση, γνωστή και ως «ένεση». Αυτό το είδος επώδυνης αλλά αποτελεσματικής θεραπείας βασίζεται επίσης στο φαινόμενο της διάχυσης.
Περιβαλλοντική ρύπανση: έδαφος, αέρας, υδάτινα σώματα - αυτά είναι επίσης παραδείγματα διάχυσης στη φύση.
Λευκά σύννεφα λιώνουν στον γαλάζιο ουρανό, τόσο αγαπημένη στους ποιητές όλων των εποχών - είναι επίσης μια διάχυση γνωστή σε κάθε μαθητή γυμνασίου και γυμνασίου!
Έτσι, η διάχυση είναι κάτι χωρίς το οποίο η ζωή μας όχι μόνο θα ήταν πιο δύσκολη, αλλά σχεδόν αδύνατη.
