Реферат по физике на тему диффузия 7 класс

Обновлено: 05.07.2024

Объект исследования: диффузия в жизни человека.

Предмет исследования: процесс диффузии в жидкостях.

Цель исследования: рассмотреть роль диффузии в природе и жизнедеятельности человека, доказать общую значимость этого явления.

Задачи исследования: выяснить, как отличается время протекания диффузии в жидкостях с разными температурами, при смешивании разных жидкостях и как виду себя газы в жидкостях. Провести дальнейший анализ результатов.

Методы исследования: изучение, обобщение, практика, анализ.

Введение

Строение материи - одна из главных проблем науки, а основой современной физики является атомно-молекулярное учение. В настоящее время доказательства положений молекулярно-кинетической теории настолько многочисленны и убедительны, что существование молекул признано как установленный факт.

Из большого числа научных положений и опытных фактов, относящихся к молекулярно-кинетической теории, наибольший интерес у меня вызвало явление диффузии с которым ныс познакомили в 7 классе на уроках физики.

Каждое утро, выпивая кружку чая, мы не догадываемся, что наблюдаем явление диффузии. Но далеко не все размышляли над вопросом что такое диффузия и какова ее роль в жизни человека. Роль, которую играет диффузия в окружающем нас мире трудно переоценить. Она встречается повсюду.

Актуальность работы состоит в том, что изучение влияния диффузии на жизнедеятельность растений, животных и человека расширит спектр наших знаний о живой природе, продемонстрирует тесную связь физики, биологии, экологии, медицины.

Объект исследования: явление диффузии.

Предмет исследования: влияние явления диффузии на процессы, протекающие в природе, и связанные с жизнедеятельностью человека.

Цель: рассмотреть роль диффузии в природе и жизнедеятельности человека, доказать общую значимость этого явления.

Диффузия и ее закономерности

Диффузия - процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному равномерному перемешиванию веществ по всему объему

Первое систематическое экспериментальное исследование диффузии было выполнено Томасом Грэмом (рис. 1). Он изучал диффузию в газах, и это явление (Закон Грэма) было описано им в 1831–1833 гг. Первое количественное описание процессов диффузии было дано немецким физиологом А. Фиком (рис. 2) в 1855 году.

Ученые Томас Грэм (слева) и Адольф Фик

Диффузия объясняется так. Сначала между двумя телами четко видна граница раздела двух сред. Затем, вследствие своего движения, отдельные частицы веществ, находящихся около границы, обмениваются местами. Граница между веществами расплывается. Проникнув между частицами другого вещества, частицы первого начинают обмениваться местами с частицами второго, находящимися во все более глубоких слоях.

Граница раздела веществ становится еще более расплывчатой. Благодаря непрерывному и беспорядочному движению частиц этот процесс приводит в конце концов к тому, что раствор в сосуде становится однородным. Явление диффузии мы наблюдаем каждый день: наливаем ли заварку чая в кипяток, приготавливаем ли красящий раствор. И даже когда сгорает что-то на плите, а запах чувствуется по всему дому, мы вновь сталкиваемся с явлением диффузии.

Так как частицы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то во всех этих веществах возможна диффузия. Однако скорость протекания данного явления для них различна. Распространение запаха объясняется движением молекул. Промежутки между частицами в воздухе довольно большие, частицы двигаются хаотично, поэтому диффузия газообразных веществ происходит достаточно быстро.

Влияние диффузии на жизнедеятельность живых организмов

Положительное влияние:

Большую роль диффузионные процессы играют в снабжении кислородом природных водоемов и аквариумов. Кислород попадает в более глубокие слои воды за счет диффузии через их свободную поверхность. Именно по этой причине нельзя перекрывать ее. Так, например, листья, покрывающие эту самую поверхность, могут совсем перекрыть доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей.

Так же диффузия играет не менее важную роль в растительном мире. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется так: диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. Сейчас довольно широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны. Благодаря диффузии растение получает минеральные вещества и воду из почвы.

Также этот процесс показывает один из механизмов второго закона термодинамики, который объясняет стремление всего живого в более устойчивое состояние. Этот процесс сыграл важную работу в возникновении и дальнейшем развитии планеты. Естественно, без данного явления не было бы и животного мира. Диффузия влияет не только на физиологические процессы. Акулы, например, чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров. Бабочки всегда находят дорогу к красивому цветку, а пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

Стоит ли говорить, что диффузия играет огромную роль в поглощении неорганических веществ из воздуха и почвы растениями, которые участвуют в фотосинтезе для образования органических веществ. А из этого следует, что диффузия лежит в основе обмена веществ между растениями и окружающей средой.

Отрицательное влияние:

К сожалению, развитие человеческой цивилизации оказывает негативное влияние на природу и процессы, которые протекают в ней. Диффузия играет большую роль в загрязнении водоемов. Загрязнение рек, морей и океанов приводит к тому, что в них исчезает жизнь. Температура воды повышается и при этом снижается содержание кислорода, что плохо сказывается на водных организмах.

Вследствие явления диффузии воздух загрязняется отходами разных фабрик, выхлопными газами, и из-за этого вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние на жизнь животных и растений.

Влияние диффузии на жизнь человека

На диффузии основаны многие процессы, которые происходят в организме человека. Одним из процессов является дыхание. Защита организма с помощью лекарств тоже является диффузией. Она широко используется во многих сферах деятельности человека. На этом явлении основана диффузионная сварка металлов.

Пример диффузионной сварки: прижать друг к другу золотой диск и свинцовый цилиндр, а после поместить их на 10 дней в печь, где поддерживалась температура 200°С. После того как печь откроют, разъединить диск и цилиндр будет невозможно. За счет диффузии свинец и золото приросли друг к другу. Сегодня такая технология соединения деталей носит название диффузионной сварки. Впервые такая сварка была сделана Робертс-Аустеном.

Уильям Робертс-Остен (1843-1902) английский металлург

Таким образом, мы видим, что скорость протекания этого процесса также зависит не только от агрегатного состояния вещества, его плотности, но и от температуры. Протекание диффузии от температуры обусловлено увеличением скорости движения молекул. Человек теперь может использовать свойства диффузии даже в целях обеспечения собственной безопасности.

Природный газ, который мы используем дома, не имеет запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.

Экспериментальная часть

Опыт 1.

В один стакан я положил пакетик с чаем. В первом случае стакан (рисунок 4, 5, 6) наполнен теплой водой, имеющую температуру меньше 30 градусов.

Стакан с теплой водой

Во втором (рисунок 7, 8, 9) - горячей, температура которой 90 градусов. Наблюдения фиксировал с помощью камеры телефона с интервалом 10 минут, в течение 30 мин.

Стакан с горячей водой

Опыт 2.

Сначала в стакан я налил газировку "Кока-кола зеро" после чего налил туда молока.

Кока-кола с молоком

Опыт 3.

Я сжал пластиковую бутылку с "Кока колой" после чего закрыл ее и потряс.

Бутылка с колой после тряски

Вывод экспериментальной части

Опыт 1. Я увидели на экспериментальном опыте что скорость протекания диффузии зависит от температуры: чем выше температура вещества, тем быстрее происходит диффузия.

Опыт 2. Я увидел, что жидкости смешиваются, еще и пенка образовалась. Но на этом опыте что-то пошло нет так потому что жидкость должна была стать более прозрачной, а на дне должен был образоваться осадок, но наверно это связана с малым количеством жидкости.

Опыт 3. После того как я потряс бутылку она стала в свою первоначальную форму и стала еще более плотной, это связано с тем, что в бутылке образовалось много газов от напитка, и оно заполнило пространство в ней.

Заключение

Я увидел, как велико значение диффузии, а существование всех живых организмов было бы просто невозможно, если бы в природе не существовало этого явления. Природа широко использует возможности, заложенные в процессе диффузионного проникновения, оно играет важнейшую роль в поглощении и передвижении питательных веществ и насыщении организма растения кислородом.

Такое же значение диффузия имеет и для животных и человека. Таким образом, диффузия играет очень большую роль в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений. Но, к сожалению, люди в результате своей деятельности часто оказывают негативное влияние на естественные процессы в природе.

Изучая диффузию, ее роль и факторы, влияющие на ее протекание в природе, я пришел к выводу, что надо сильнее привлекать внимание общественности к важности изучения процессов, происходящих в окружающей среде.

Диффузия – это взаимное протекание частиц одного вещества в другое. Рассеивание запаха в воздухе трактуется тем, что молекулы ударяются с молекулами газов, которые входят в совокупность воздуха. Также, молекулы эфира меняют свое направление в разные стороны и распространяются в хаотичном порядке по всему пространству. Также есть много опытов, подтверждающие хаотичное движение и распространение молекул. Вот один из них.
В стеклянную колбу наливают раствор сульфат меди. После него следом наливают обычную воду. Сульфат меди отличается большей плотностью, в отличие от воды, то есть она намного легче медного купороса. Поэтому две данные жидкости разделены резкой границей. Стоит оставить их на несколько дней в покое, после чего следует заметить, что граница, разделяющая данные жидкости значительно стерлась, или же вовсе исчезла и смешался раствор светло-голубого цвета жидкости. Это произошло из-за того, что сульфат меди ударяется о нижнюю границу воды, а вода наоборот, бьется в верхнюю стенку границы. Происходит постепенное смешение двух разных веществ. Самопроизвольное смешение и распространение молекул называется диффузией.

Диффузия может протекать не только в жидких веществах, но еще и в газообразных и твердых веществах. В газообразных веществах распространение протекает намного быстрее, чем в жидких веществах. Это связано с тем, что в жидкостях молекулы распространены гуще, нежели в газах. Поэтому проникать молекулам жидкости намного труднее. В твердых веществах диффузия протекает медленнее всего. Был проведен по этому поводу опыт. Слиток золота и свинца прижали друг к другу. Прошло пять лет, проникновение произошло лишь на один миллиметр. Скорость распространения диффузии напрямую зависит от температуры протекания.

Также очень огромную роль диффузия играет в нашем организме. Если бы не она, то кровь не обогащалась бы кислородом, а из крови в ткани.

Вариант №2

Возьмем стакан воды и капнем в него каплю окрашенной жидкости, например, йода. Через некоторое время вода станет равномерно слабо окрашенной в цвет йода. Это произошло за счет того, что молекулы йода самопроизвольно (т.е. без постороннего вмешательства) перемешались с молекулами воды.

Такой процесс, когда молекулы одного вещества проникают в промежутки между молекулами другого вещества, называется диффузией. Причина диффузии - тепловое движение частиц. Вследствие диффузии происходит выравнивание концентраций вещества в пределах некоторого пространства (в рассмотренном примере – в стакане воды).

Очень просто продемонстрировать диффузию в газах. Если в одном конце комнаты смочить кусочек ваты одеколоном, через несколько секунд запах одеколона можно почувствовать в другом конце комнаты. Причина запаха – диффузия молекул одеколона в воздухе.

В твердых телах диффузия также возможна, но протекает очень медленно.

Диффундировать могут также частицы самого вещества. Такой процесс называется самодиффузией. Например, в результате самодиффузии происходит выравнивание концентраций в смеси изотопов одного и того же вещества.

Еще одна разновидность диффузии – неупорядоченное движение крупных частиц в газе или жидкости вследствие броуновского движения.

Скорость диффузии в газах наиболее высокая. Наименьшая скорость диффузии наблюдается в твердых телах. Скорость диффузии также зависит от массы диффундирующих молекул (атомов) и температуры. Скорость диффузии увеличивается при уменьшении массы диффундирующих частиц и увеличении температуры среды.

В основе математического описания диффузии лежит закон Фика, который был открыт в 1855 г. немецким физиологом и физиком А. Фиком. Затем на основе закона Фика более полное математическое описание диффузии было позже сделано Альбертом Эйнштейном.

Поскольку за счет диффузии происходит выравнивание концентраций вещества в некоторой среде, это явление имеет большое значение для практики. Например, в живых организмах происходит диффузия кислорода из легких в кровь, а затем из крови – в другие ткани.

В основе многих технологических процессов также лежит диффузия. Например, в порошковой металлургии за счет диффузии происходит спекание порошков. Поэтому знание законов диффузии помогает созданию материалов и разработке новых технологий в авиации, космонавтике и других областях современной техники.

А в ядерной физике известна диффузия нейтронов. При этом нейтроны в веществе многократно изменяют направление своего движения и скорость из-за столкновений с атомными ядрами.

7 класс по физике

Диффузия

На сегодняшний день Трудовое законодательство РФ опирается на трудовой кодекс, документы, акты и указы Президента касающиеся трудовой деятельности граждан. Трудовой кодекс – это свод законов связанных

Уссурийский или амурский тигр - крупнейшая дикая кошка на Земле. Рост взрослого хищника равен 120 см. Он весит до трехсот килограммов и достигает трёх метров в длину. Его длинные крупные лапы позволяют ему достигать скорости до 80 км/ч,

Самыми известными и интересными произведениями считаются басни Ивана Андреевича Крылова. Пройдя долгий и тяжелый творческий путь непонимания и безразличия, великий писатель смог достичь того высокого уровня, к которому стремился всю жизнь.

Доклад диффузия, написан учащимися.В своем докладе учащийся попытался найти связь физического чвления с жизнью.

МУНИЦИПАЛЬНОЕ КАЗЁННОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

Работу выполнила: ученик 7 класса

Муниципальное казённое общеобразовательное учреждение

“Верх-Ичинская средняя общеобразовательная школа”

Тема работы: “Диффузия”

Выполнила: Рубцов Александр, ученик 7 класса

Научный руководитель: Бурматова Зинаида Алексеевна, учитель физики

Диффузия – фундаментальное явление природы. Оно лежит в основе превращений вещества и энергии. Его проявления имеют место на всех уровнях организации природных систем на нашей планете, начиная с уровня элементарных частиц, атомов и молекул, и заканчивая геосферой. Оно широко используется в технике, в повседневной жизни.

Сущность диффузии – движение частиц среды, приводящее к переносу веществ и выравниванию концентраций или к установлению равновесного распределения частиц данного вида в среде. Диффузия молекул и атомов обусловлена их тепловым движением.

Распространение запаха объясняется движением молекул. Это движение носит непрерывный и беспорядочный характер. Сталкиваясь с молекулами газов, входящих в состав воздуха, молекулы дезодоранта много раз меняют направление своего движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по всей комнате.

Процесс проникновения частиц (молекул, атомов, ионов) одного вещества между частицами другого вещества вследствие хаотичного движения называется диффузией. Таким образом, диффузия – результат хаотичного движения всех частиц вещества, всякого механического воздействия.

Движения частиц при диффузии совершенно случайны, все направления смещения равновероятны. Так как частицы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то в этих веществах возможна диффузия. Диффузия – перенос вещества, обусловленный самопроизвольным выравниванием неоднородной концентрации атомов или молекул разного вида. Если в сосуд впустить порции различных газов, то через некоторое время все газы равномерно перемешиваются: число молекул каждого вида в единице объёма сосуда станет постоянным, концентрация выравнивается.

Диффузия объясняется так. Сначала между двумя телами чётко видна граница раздела двух сред. Затем, вследствие своего движения отдельные частицы веществ, находящихся около границы, обмениваются местами. Граница между веществами расплывается (рис.1б). Проникнув между частицами другого вещества, частицы первого начинают обмениваться местами с частицами второго, находящимися во всё более глубоких слоях. Граница раздела веществ становится ещё более расплывчатой. Благодаря непрерывному и беспорядочному движению частиц этот процесс приводит в конце концов к тому, что раствор в сосуде становится однородным, как на рисунке

Явление диффузии широко используется и на практике. В повседневной жизни – заварка чая, консервирование овощей, изготовление варений. В производстве – цементация (…стальных деталей, для повышения их твердости и жаростойкости) процессы алитирования и оксидирования.

Однако в школьной практике учащиеся знакомятся с диффузией на уроках физики, на опыте с диффузией медного купороса в сосуде с водой, полагая, что это явление наблюдается только на демонстрационном столе, а на практике, в природе, в жизни живых организмов оно не имеет места.

Какое физическое явление помогло Аязу заполучить в своё распоряжение верёвку для побега?

Прочитайте пословицы на эту тему:

1. Ложка дёгтя в бочке мёда.

2 Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее

3. Тухлое яйцо портит всю кашу.

4. На мешке с солью и верёвка солёная.

5. Овощной лавке вывеска не нужна.

6. Человек, который поджёг свою бороду, первый чувствует запах.

7. Капля яду ведро молока портит.

8. Запах мускуса не скроешь.

9 Волка нюх кормит

10. Бежал на запах мяса, думал – плов, а прибежал, глядит: клеймят ослов.

О каком физическом явлении все эти пословицы? В чем проявляется

данное явление в каждой пословице? Как называется данное явление?

Во всех рассмотренных примерах, мы говорим о диффузиии

Роль диффузии в питании растений.

Основную роль в диффузионных процессах в живых организмах играют мембраны клеток, обладающие избирательной проницаемостью. Прохождение веществ через мембрану зависит от:

• от присутствия и числа молекул воды;

• от растворимости этих частиц в жирах;

• от структуры мембраны.

Существует две формы диффузии: а) диализ – это диффузия молекул растворенного вещества; б) осмос – это диффузия растворителя через полупроницаемую мембрану. В почвенных растворах содержатся минеральные соли и органические соединения. Вода из почвы попадает в растение путем осмоса через полупроницаемые мембраны корневых волосков. Концентрация воды в почве оказывается выше, чем внутри корневых волосков, поэтому происходит диффузия из зоны с большей концентрацией в зону с меньшей концентрацией. Затем концентрация воды в этих клетках становится выше чем в вышележащих – возникает корневое давление, обуславливающее восходящий ток сока по корням и стеблю, а потеря воды листьями обеспечивает дальнейшее поглощение воды.

Минеральные вещества в растение поступают: а) путем диффузии; б) иногда путем активного переноса против градиента концентрации, сопровождающееся расходом энергии. Различают также тургорное давление – это давление, оказываемое содержимым клетки на клеточную стенку. Оно почти всегда ниже осмотического давления клетки сока, т.к. снаружи находится не чистая вода, а солевой раствор. Значение тургорного давления:

- сохранение формы растительного организма;

- обеспечение роста в молодых клетках растений;

- сохранение упругости растений (демонстрация растений кактуса и алоэ);

- формообразование при отсутствии арматурной ткани (демонстрация помидора);

Вредное проявление диффузии

К сожалению, необходимо отметить и вредные проявления этого явления. Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. В настоящее время общее количество эмиссии газов в атмосферу превышает 40 миллиардов тонн в год. Избыток углекислого газа в атмосфере опасен для живого мира Земли, нарушает круговорот углерода в природе, приводит к образованию кислотных дождей. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей и океанов. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире равен примерно 10 триллионов тонн.

Загрязнение водоёмов приводит к тому, что в них исчезает жизнь, а воду, используемую для питья, приходится очищать, что очень дорого. Кроме того, в загрязненной воде происходят химические реакции с выделением тепла. Температура воды повышается, при этом снижается содержание кислорода в воде, что плохо для водных организмов. Из-за повышения температуры воды многие реки теперь зимой не замерзают. Для снижения выброса вредных газов из промышленных труб, труб тепловых электростанций устанавливают специальные фильтры. Такие фильтры установлены, например на ТЭЦ в Ленинском районе Челябинска, но установка их стоит очень дорого. Для предупреждения загрязнения водоемов необходимо следить за тем, чтобы вблизи берегов не выбрасывался мусор, пищевые отходы, навоз, различного рода химикаты.

Мы видим, как велико значение диффузии в неживой природе, а существование живых организмов было бы невозможно, если бы не было этого явления. К сожалению, приходится бороться с отрицательным проявлением этого явления, но положительных факторов намного больше и поэтому мы говорим об огромном значении диффузии в природе.

Природа широко использует возможности, заложенные в процессе диффузионного проникновения, играет важнейшую роль в поглощении питания и насыщении кислородом крови. В пламени Солнца, в жизни и смерти далёких звезд, в воздухе, которым мы дышим, всюду мы видим проявление всемогущей и универсальной диффузии.

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

Муниципальное казённое образовательное учреждение

Исследовательская работа по физике

Диффузия вокруг нас

ученица 7 класса

Научный руководитель: Бабенко Светлана Григорьевна,

2013 – 2014 учебный год

§1 Роль диффузии в природе 4

§2 Влияние человека на протекание диффузии в природе 6

§3 Экспериментальная часть 7

Список использованной литературы 1 3

Диффузия играет огромную роль в природе, в быту человека и в технике. Диффузионные процессы могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на жизнедеятельность человека и животных. Примером положительного воздействия является поддержание однородного состава атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Диффузия играет важную роль в различных областях науки и техники, в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Она оказывает влияние на течение химических реакций.

С участием диффузии или при нарушении и изменении этого процесса могут протекать отрицательные явления в природе и жизни человека, такие как обширное загрязнение окружающей среды продуктами технического прогресса человека.

Исследовать особенности протекания диффузии в газах, жидкостях и в твердых телах и выяснить применение диффузии человеком и проявление диффузии в природе,

рассмотреть роль диффузии в экологическом равновесии природы и влияние человека на процессы диффузии.

1. Изучить материал о роли диффузии в природе

2. Провести некоторые опыты, демонстрирующие явление диффузии в природе

3. Провести опрос людей о роли диффузии в природе

3. Проанализировать полученную информацию, сделать выводы о роли диффузии в экологическом равновесии природы.

Изучение литературных и других информационных источников, проведение экспериментов, социологический опрос, анализ информации и результатов.

§1 Роль диффузии в природе

Диффузия (от лат. Diffusio — распространение, растекание, рассеивание) - это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Примером диффузии в газах является распространение запахов в воздухе. При этом запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время. Почему же так происходит? Дело в том, что движению молекул пахучего вещества в определенном направлении мешает движение молекул воздуха.

С помощью диффузии происходит распространение различных газообразных веществ в воздухе: например, дым костра распространяется на большие расстояния.

Результатом этого явления может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. Таким же образом происходит загрязнение воздуха вредными продуктами промышленного производства и выхлопными газами автомобилей. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.

Благодаря явлению диффузии нижний слой атмосферы – тропосфера – состоит из смеси газов: азота, кислорода, углекислого газа и паров воды. При отсутствии диффузии произошло бы расслоение под действием силы тяжести: внизу оказался бы слой тяжёлого углекислого газа, над ним – кислород, выше – азот инертные газы.

В жидкостях диффузия протекает медленнее, чем в газах, но этот процесс можно ускорить, с помощью нагревания. Например, чтобы быстрее засолить огурцы, их заливают горячим рассолом. Мы знаем, что в холодном чае сахар растворится медленнее, чем в горячем.

Летом, наблюдая за муравьями, я всегда задумывалась над тем, как они в огромном для них мире, узнают дорогу домой. Оказывается, и эту загадку открывает явление диффузии. Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости

Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

А растение растет, цветет для них тоже благодаря диффузии. Ведь мы говорим, что растение дышит и выдыхает воздух, пьет воду, получает из почвы различные микродобавки.

Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря диффузии. Акулы чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров, также как и рыбы пираньи.

На принципе диффузии основано перемешивание пресной воды с соленой при впадении рек в моря. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.

Во всех приведенных примерах мы наблюдаем взаимное проникновение молекул веществ, т.е. диффузию. На этом процессе основаны многие физиологические процессы в организме человека и животных: такие как дыхание, всасывание и др. В общем, диффузия имеет большое значение в природе, но это явление также вредно в отношении загрязнения окружающей среды.

§ 2 Влияние человека на протекание диффузии в природе.

К сожалению, в результате развития человеческой цивилизации оказывается негативное влияние на природу и процессы, протекающие в ней. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей, океанов. Например, можно быть уверенным, что моющие средства, слитые в канализацию, например, в Одессе, окажутся у берегов Турции из-за диффузии и существующих течений. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире исчисляется десятками триллионов тонн. Примером отрицательного влияния человека на процессы диффузии в природе являются крупномасштабные аварии, произошедшие в бассейнах разных водоемов. В результате этого явления нефть и продукты ее переработки растекаются по поверхности воды и, как результат, нарушаются процессы диффузии, например: кислород не поступает в толщу воды, и рыбы без кислорода погибают.

В следствие явления диффузии воздух загрязняется отходами разных фабрик, из-за него вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние на жизнь и функционирование животных и растений. Увеличивается площадь земель, загрязненных выбросами промышленных предприятий и т.д. Свыше 2 тыс. гектаров земли занято свалками промышленных и бытовых отходов. Один из трудно решаемых в настоящее время вопросов является вопрос утилизации промышленных отходов, в том числе токсичных.

Насущной проблемой является загрязнение воздуха выхлопными газами, продуктами переработки вредных веществ, выбрасываемыми в атмосферу различными заводами. В некоторых медицинских исследованиях была показана связь заболеваемости органов дыхания и верхних дыхательных путей с состоянием воздуха. Отмечается прямая зависимость между показателем уровня заболеваемости органов дыхания и объемом выбросов вредных веществ в атмосферу. Перечисленные примеры диффузии оказывают вредное влияние на различные процессы, происходящие в природе. (Учитывая глобальное потепление, важно исследовать изменение скорости диффузии в зависимости от повышения температуры окружающей среды.)

Экспериментальная часть работы.

I эксперимент. Наблюдение проникновения атомов (молекул) одного вещества между молекулами другого вещества. (опыт с перманганатом калия и бумагой смоченной водой).

Цель: изучить, как различные вещества на поверхности воды влияют на скорость испарения воды и сделать вывод о скорости протекания диффузии.

Приборы и материалы: бумага смоченная водой, перманганат калия.

Описание опыта и полученные результаты: Взяли кусочек туалетной бумаги и капнули на него немного воды (рис.1). Вода растеклась по поверхности. Взяли несколько кусочков марганцовки и положили на бумагу. Стали наблюдать за происходящим. Через 2-3 секунды, вокруг кусочков с марганцовкой образовались видимые пятна бордового цвета (рис.2). А еще через 15

секунд пятна увеличились почти вдвое (рис.3). Этот процесс продолжался до тех пор, пока все кусочки полностью не растворились. Здесь мы пронаблюдали проникновение атомов (молекул) марганцовки между молекулами воды. А это и есть диффузия.

II эксперимент. Наблюдение растворения кусочков гуаши в воде, при неизменной температуре ( при t = 22°С)

Взяли кусочек гуаши синего цвета и сосуд с чистой водой при температуре 22 °С (рис.4). Положили в сосуд кусочек гуаши (рис.5) и начали наблюдать за происходящим. Через 13 минут вода в сосуде начинает окрашиваться в цвет гуаши (твердого тела) (рис.6). Вода является хорошим растворителем. Под действием молекул воды происходит разрушение связей между молекулами твердых веществ гуаши. С момента начала опыта прошло 30 минут. Цвет воды становится более интенсивным (рис.7). Молекулы воды проникают между молекулами гуаши, нарушая силы притяжения. С начала эксперимента прошло 1 час 25 минут (рис.8). Одновременно с силами притяжения между молекулами начинают действовать силы отталкивания и, как следствие, происходит разрушение кристаллической решетки твердого вещества (гуаши). Процесс растворения гуаши закончился (рис.9). Время прохождения эксперимента 3 часа 36 минут. Вода полностью окрасилась в цвет гуаши.

Таким образом, явление диффузии это длительный процесс, в результате которого происходит растворение твердых тел.

Ш эксперимент. Изучение зависимости скорости протекания диффузии от температуры.

Цель: изучить, как температура воды влияет на скорость протекания диффузии.

Приборы и материалы: термометры – 2 шт, часы – 1 шт, колбочки – 2шт, чай.

О писание опыта и полученные результаты: (опыт приготовления чая при начальной температуре 19°С и при температуре 89° С в двух колбочках).

Рис.10 Рис.11. Рис.12

Рис.13. Рис.14. Рис.15.

Взяли два сосуда с водой при t =19 °С и t =89 °С. На рисунках показано протекание эксперимента через определенное время от начала: в начале эксперимента - рис.11, через 30 с. - рис.12, через 1 мин. - рис.13, через 2 мин. - рис.14, через 5 мин. - рис 14, через 15 мин. - рис.16. Из этого опыта можно сделать вывод о том, что на скорость протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем выше скорость протекания диффузии.

IV эксперимент. Наблюдение диффузии в газах (опыт с освежителем воздуха)

Цель: изучение изменения диффузии газа в воздухе в зависимости от изменения температуры в помещении.

Приборы и материалы: часы с секундной стрелкой, освежитель воздуха.

Описание опыта и полученные результаты: В кабинете физики в одном углу распылили освежитель воздуха, и через полторы минуты почувствовали запах освежителя. Отсюда можно сделать следующий вывод: в газах диффузия протекает значительно быстрее, чем в жидкостях. Это обусловлено тем, что между молекулами газа расстояние значительно больше, чем между молекулами жидкости, а значит и молекулы одного вещества быстрее проникают между молекулами другого вещества. Значит, и диффузия происходит быстрее.

Вывод: наличие различных веществ на поверхности воды нарушает процессы диффузии и может привести к нежелательным экологическим последствиям.

Социологический опрос

Цель опроса : привлечь внимание людей к экологической проблеме, а также узнать, как они информированы об этой проблеме и что делают на бытовом уровня.

1. Влияет ли диффузия на экологию?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

2. Важно ли для вас лично информация об экологии?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

3. Как вы думаете, можно ли защитить природу?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

4. Задумываетесь вы о нашей проблеме?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

5. Готовы ли вы участвовать в улучшении экологии за предварительную плату?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

6. Хотите ли вы изменить экологию в лучшую сторону?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

7. Хотите ли вы получить дополнительные знания об экологии?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

Методика проведения социологического опроса по проблеме экологии

Я опрашивала людей по заранее разработанной анкете, на позиции были даны готовые предполагаемые ответы.

Опрос проводился анонимно. Было опрошено 16 школьников с 7 и 9 класс . Так как ответы взрослых и школьников записывали разным цветом, то была возможность подсчитать, как отвечали школьники . Опрашивались как знакомые (большинство) так и случайные прохожие на улице.

Анализ результатов

Следовательно, в школе уделяют мало внимания этой проблеме. Что нас это огорчило. В целом задумываются над этим вопросом 29,8% опрошенного населения и 42,1% – не задумываются.

Возможно, что взрослые, несмотря на анонимность анкетирования, хотели показаться перед нами более “правильными”, но, может быть, им чаще приходится сталкиваться с экологическими проблемами в повседневной жизни.

На основании проведенного опроса можно сделать следующие выводы:

Жители нашего района уделяют недостаточное внимание проблеме экологии.

Взрослые чаще задумываются над этой проблемой.

При анкетировании жителей некоторые впервые задумались над проблемой экологии.

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что диффузия играет огромную роль в жизни человека и животных, без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна. Но, к сожалению, люди в результате своей деятельности часто оказывают негативное влияние на естественные процессы в природе.

Изучая диффузию, ее роль в экологическом равновесии природы и факторы, влияющие на ее протекание в природе, я пришла к выводу, что надо почаще привлекать внимание общественности к проблемам окружающей среды.

Проведя данную исследовательскую работу, я пришла к выводу, что экологическое воспитание надо осуществлять с малых лет.

Данный материал применяется как дополнительный при закреплении темы "Диффузия".

В нашей повседневной жизни мы иногда не замечаем некоторых физических явлений. Например, кто-то открыл флакон с духами, и мы, даже находясь на большом расстоянии, почувствуем этот запах. Поднимаясь по лестнице к своей квартире, мы можем ощутить запах пищи, приготовленной дома. Мы опускаем в стакан с горячей водой пакетик с заваркой для приготовления чая, и даже не замечаем, как заварка окрашивает всю воду в чашке. И это все происходит благодаря диффузии.

Явление диффузии играет большую роль в природе. Так, например, благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии. Корни растений захватывают необходимые для растения вещества из почвенных вод благодаря диффузионному потоку внутрь корней. На явлении диффузии основаны многие физиологические процессы, происходящие в организме человека: такие как дыхание, всасывание питательных веществ в кишечнике и др. С помощью диффузии происходит распространение различных газообразных веществ в воздухе: например, дым костра распространяется на большие расстояния.

Содержимое разработки

Очирова Алтана, учащаяся 7 класса

Руководитель – Чимидова Ритта Борисовна, учитель физики

В нашей повседневной жизни мы иногда не замечаем некоторых физических явлений. Например, кто-то открыл флакон с духами, и мы, даже находясь на большом расстоянии, почувствуем этот запах. Поднимаясь по лестнице к своей квартире, мы можем ощутить запах пищи, приготовленной дома. Мы опускаем в стакан с горячей водой пакетик с заваркой для приготовления чая, и даже не замечаем, как заварка окрашивает всю воду в чашке.
И это все происходит благодаря диффузии.

Диффузия — явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.
Явление диффузии играет большую роль в природе. Так, например, благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии. Корни растений захватывают необходимые для растения вещества из почвенных вод благодаря диффузионному потоку внутрь корней. На явлении диффузии основаны многие физиологические процессы, происходящие в организме человека: такие как дыхание, всасывание питательных веществ в кишечнике и др.
С помощью диффузии происходит распространение различных газообразных веществ в воздухе: например, дым костра распространяется на большие расстояния.
Результатом этого явления может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. Таким же образом происходит загрязнение воздуха вредными продуктами промышленного производства и выхлопными газами автомобилей. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета, ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.

В жидкостях диффузия протекает помедленнее, чем в газах, но этот процесс можно ускорить, с помощью нагревания. Например, чтобы быстрее засолить огурцы, их заливают горячим рассолом. Мы знаем, что в холодном чае сахар растворится медленнее, чем в горячем.

Летом, наблюдая за муравьями, мы всегда задумывались над тем, как они в огромном для них мире, узнают дорогу домой. Оказывается, и эту загадку открывает явление диффузии. Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости.

Экология окружающей среды ухудшается за счёт выбросов в атмосферу, в воду химических и прочих вредных веществ, и это всё распространяется и загрязняет огромные территории. А вот деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии.
На принципе диффузии основано перемешивание пресной воды с соленой при впадении рек в моря. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.

Не всегда диффузия благо для человека. К сожалению, необходимо отметить и вредные проявления этого явления. Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. В настоящее время общее количество эмиссии газов в атмосферу превышает 40 миллиардов тонн в год. Избыток углекислого газа в атмосфере опасен для живого мира Земли, нарушает круговорот углерода в природе, приводит к образованию кислотных дождей. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей и океанов. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире равен примерно 10 триллионов тонн. Загрязнение водоёмов приводит к тому, что в них исчезает жизнь, а воду, используемую для питья, приходится очищать, что очень дорого. Кроме того, в загрязненной воде происходят химические реакции с выделением тепла. Температура воды повышается, при этом снижается содержание кислорода в воде, что плохо для водных организмов. Из-за повышения температуры воды многие реки теперь зимой не замерзают. Для снижения выброса вредных газов из промышленных труб, труб тепловых электростанций устанавливают специальные фильтры. Для предупреждения загрязнения водоемов необходимо следить за тем, чтобы вблизи берегов не выбрасывался мусор, пищевые отходы, навоз, различного рода химикаты.
Как велико значение диффузии в неживой природе, а существование живых организмов было бы невозможно, если бы не было этого явления. К сожалению, приходится бороться с отрицательным проявлением этого явления, но положительных факторов намного больше.

Диффузия присутствует во всех сферах жизнедеятельности человека, без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна.

Читайте также: