Hast du jemals Horden von kleinen, lästigen Mücken gesehen, die willkürlich über dich schwärmen? Manchmal scheinen sie bewegungslos in der Luft zu hängen. Einerseits ist dieser Schwarm bewegungslos, andererseits bewegen sich die Insekten in ihm ständig rechts, links, oben, unten, kollidieren ständig miteinander und zerstreuen sich wieder innerhalb dieser Wolke, als ob eine unsichtbare Kraft sie zusammenhält.
Die Bewegungen der Moleküle sind ähnlich chaotisch, während der Körper eine stabile Form behält. Diese Bewegung wird als thermische Bewegung von Molekülen bezeichnet.
Brownsche Bewegung
Im Jahr 1827 benutzte der berühmte britische Botaniker Robert Brown ein Mikroskop, um das Verh alten mikroskopisch kleiner Pollenpartikel im Wasser zu untersuchen. Er machte darauf aufmerksam, dass sich die Teilchen ständig in einer chaotischen, der logischen Ordnung widersprechenden Ordnung bewegten und diese zufällige Bewegung von nichts abhing.die Bewegung der Flüssigkeit, in der sie sich befanden, noch von ihrer Verdunstung. Die kleinsten Pollenpartikel beschrieben komplexe, mysteriöse Bahnen. Interessant ist, dass die Intensität einer solchen Bewegung mit der Zeit nicht abnimmt und nicht mit den chemischen Eigenschaften des Mediums zusammenhängt, sondern nur zunimmt, wenn die Viskosität dieses Mediums oder die Größe der sich bewegenden Partikel abnimmt. Außerdem hat die Temperatur einen großen Einfluss auf die Bewegungsgeschwindigkeit von Molekülen: Je höher sie ist, desto schneller bewegen sich die Teilchen.
Diffusion
Vor langer Zeit erkannten die Menschen, dass alle Substanzen auf der Welt aus kleinsten Teilchen bestehen: Ionen, Atome, Moleküle, und es gibt Lücken zwischen ihnen, und diese Teilchen bewegen sich ständig und zufällig.
Diffusion ist eine Folge der thermischen Bewegung von Molekülen. Beispiele können wir fast überall im Alltag beobachten: sowohl im Alltag als auch in der Tierwelt. Dies ist die Verbreitung von Gerüchen, das Kleben verschiedener fester Gegenstände, das Mischen von Flüssigkeiten.
Wissenschaftlich gesehen ist Diffusion das Phänomen des Eindringens von Molekülen eines Stoffes in die Lücken zwischen den Molekülen eines anderen Stoffes.
Gase und Diffusion
Das einfachste Beispiel für Diffusion in Gasen ist die ziemlich schnelle Ausbreitung von Gerüchen (sowohl angenehme als auch weniger angenehme) in der Luft.
Diffusion in Gasen kann extrem gefährlich sein, da durch dieses Phänomen Vergiftungen mit Kohlenmonoxid und anderen giftigen Gasen blitzschnell eintreten.
Diffusion in Flüssigkeiten
Während die Diffusion in Gasen schnell erfolgt, meistens in Sekunden, dauert die Diffusion in Flüssigkeiten ganze Minuten undmanchmal sogar Stunden. Sie hängt von Dichte und Temperatur ab.
Ein Beispiel für Diffusion in Flüssigkeiten ist die sehr schnelle Auflösung von Salzen, Alkoholen und Säuren, die in kurzer Zeit homogene Lösungen bilden.
Diffusion in Feststoffen
Bei Feststoffen ist die Diffusion am schwierigsten, bei normaler Raum- oder Außentemperatur ist sie unsichtbar. In allen modernen und alten Lehrbüchern werden Experimente mit Blei- und Goldplatten als Beispiel für die Diffusion in Festkörpern beschrieben. Dieses Experiment zeigte, dass erst nach mehr als vier Jahren eine vernachlässigbare Menge Gold in Blei eindrang und Blei in Gold bis zu einer Tiefe von nicht mehr als fünf Millimetern eindrang. Dieser Unterschied ist darauf zurückzuführen, dass die Dichte von Blei viel höher ist als die Dichte von Gold.
Folglich hängt die Geschwindigkeit und Intensität der Diffusion nicht zuletzt von der Dichte des Stoffes und der Geschwindigkeit der chaotischen Bewegung der Moleküle ab, und die Geschwindigkeit wiederum von der Temperatur. Bei höheren Temperaturen ist die Diffusion intensiver und schneller.
Beispiele für Diffusion im Alltag
Wir denken nicht einmal daran, dass wir jeden Tag bei fast jedem Schritt auf das Phänomen der Diffusion stoßen. Deshalb gilt dieses Phänomen als eines der bedeutendsten und interessantesten in der Physik.
Eines der einfachsten Beispiele für Diffusion im Alltag ist die Auflösung von Zucker in Tee oder Kaffee. Wenn ein Stück Zucker in ein Glas mit kochendem Wasser gelegt wird, verschwindet es nach einer Weile spurlos, während die Flüssigkeitsmenge gleichmäßig wirdpraktisch unverändert.
Wenn Sie sich genau umsehen, finden Sie viele Beispiele für Diffusion, die unser Leben einfacher machen:
- Waschpulver auflösen, Kaliumpermanganat, Salz;
- Lufterfrischer sprühen;
- Rachensprays;
- Schmutz von der Oberfläche der Wäsche waschen;
- Farbmischung vom Künstler;
- Teig kneten;
- Zubereitung von reichh altigen Brühen, Suppen und Soßen, süßen Kompotten und Fruchtgetränken.
Nach seiner Rückkehr aus der Mongolei überreichte Botschafter Vasily Starkov 1638 dem russischen Zaren Michail Fjodorowitsch fast 66 kg getrocknete Blätter mit einem seltsamen herben Aroma. Moskowiter, die es noch nie probiert haben, mochten diese getrocknete Pflanze sehr und verwenden sie immer noch gerne. Hast du ihn erkannt? Natürlich ist dies ein Tee, der aufgrund des Diffusionsphänomens gebraut wird.
Beispiele für die Verbreitung in der Umwelt
Die Rolle der Verbreitung in der Welt um uns herum ist sehr hoch. Eines der wichtigsten Beispiele für Diffusion ist die Blutzirkulation in lebenden Organismen. Sauerstoff aus der Luft dringt in die Blutkapillaren in der Lunge ein, löst sich dort auf und verteilt sich im ganzen Körper. Kohlendioxid wiederum diffundiert aus den Kapillaren in die Alveolen der Lunge. Aus der Nahrung freigesetzte Nährstoffe diffundieren in die Zellen.
Bei krautigen Pflanzenarten erfolgt die Diffusion durch ihre gesamte grüne Oberfläche, bei größeren Blütenpflanzen - durch Blätter und Stängel, bei Sträuchern und Bäumen - durch Ritzenin der Rinde von Stämmen und Ästen und Linsen.
Darüber hinaus ist ein Beispiel für die Diffusion in die Außenwelt die Aufnahme von Wasser und darin gelösten Mineralien durch das Wurzelsystem von Pflanzen aus dem Boden.
Aufgrund der Diffusion ist die Zusammensetzung der unteren Atmosphäre heterogen und besteht aus mehreren Gasen.
Leider gibt es in unserer unvollkommenen Welt nur sehr wenige Menschen, die nicht wissen, was eine Injektion, auch "Injektion" genannt, ist. Auch diese Art der schmerzhaften, aber effektiven Behandlung basiert auf dem Phänomen der Diffusion.
Umweltverschmutzung: Boden, Luft, Gewässer - auch das sind Beispiele für Diffusion in der Natur.
Weiße Wolken, die im blauen Himmel verschmelzen, so geliebt von Dichtern aller Zeiten - sie ist auch eine Diffusion, die jedem Schüler der Mittel- und Oberstufe bekannt ist!
Diffusion ist also etwas, ohne das unser Leben nicht nur schwieriger, sondern fast unmöglich wäre.
