Диффузия
Цель: расширить знания о диффузии, объяснить физическую природу явления диффузии, подтвердить теоретические факты опытными результатами, обобщить приобретённые знания и сделать выводы
Диффузия – это взаимное проникновение одного вещества между молекулами другого.
Большую роль в жизни живой природы играют диффузионные процессы, определяющие нормальный обмен веществ между организмом и средой, а также между различными частями самого организма. Питание и дыхание – типичные диффузионные процессы. В процессе дыхания происходит диффузия кислорода О2 и углекислого газа СО2 через стенку легочного пузырька. Для понимания этих процессов необходимо учитывать условия, обеспечивающие или затрудняющие диффузию. Так, дыхание – диффузия кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше поверхность соприкосновения тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. Отсюда понятно, что малые организмы, у которых размеры поверхности велики сравнительно с объемом тела, могут обходиться вовсе без специальных органов дыхания, удовлетворяясь притоком кислорода исключительно через наружную оболочку (если она достаточно тонка и увлажнена). У организмов более крупных дыхание через кожу может оказаться более или менее достаточным только при условии, если покровы чрезвычайно тонки (земноводные); при грубых покровах необходимы специальные органы дыхания. Основные физические требования к этим органам – максимум поверхности и минимум толщины и увлажненность покрова.
Бесспорно, анализируя этот аспект жизнедеятельности всех живых существ, диффузия играет огромную роль.
Проведем ряд опытов, доказывающих практическую значимость диффузии.
«Диффузия в жидкостях»
(учебник «Физика. 7 класс» А.В. Перышкин, Дрофа, 2012. Параграф 10, «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах», рис. 24, задание после параграфа № 2.)
Предметы и материалы
Проводим эксперимент
Капнем в воду немного йода и проследим за ее поведением.
Гипотеза
Действительно ли капля йода постепенно раствориться в воде, окрасив ее в соответствующий цвет.
Объясняем
«Сцепление свинцовых цилиндров»
(учебник «Физика. 7 класс» А.В. Перышкин, Дрофа, 2012. Параграф 11, «Взаимное притяжение и отталкивание молекул», рис. 26.)
Предметы и материалы
Проводим эксперимент
Перед началом опыта необходимо тщательно зачистить стугом свинцовые поверхности цилиндров. Устанавливаем цилиндры в устройство для фиксации, прижав их друг к другу зачищенными поверхностями прижимным винтом. Закручиваем прижимной винт. Подождав некоторое количество времени можно слабить прижимной винт, достать сцепленные цилиндры.
Гипотеза
Действительно ли два свинцовых цилиндра будут соединены между собой.
Объясняем
Зачищение свинцовых цилиндров необходимо для того, чтобы максимально выровнить поверхности и очистить от окисления. Тем самым мы добиваемся наиболее плотного прилегания одной поверхности к другой. На данном этапе очень хорошо заметно проявление сил притяжения между молекулами, когда они находятся очень близко друг к другу. Но чем дольше цилиндры будут сцеплены и находясь под некоторым грузом, все отчетливее будет взаимное проникновение молекул одного цилиндра между молекулами другого – диффузия.
«Зависимость диффузии от температуры»
(учебник «Физика. 7 класс» А.В. Перышкин, Дрофа, 2012. Параграф 10, «Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах», задание после параграфа № 1.)
Предметы и материалы
Проводим эксперимент
Нальем в один стакан воду комнатной температуры, а в другой горячую воду. Опустим в каждый из стаканов по одной чайной ложке сахара.
Гипотеза
Действительно ли в стакане с горячей водой сахар раствориться быстрее.
Объясняем
Нам известно, что при любой температуре в веществе есть молекулы, двигающиеся довольно медленно, и молекулы, скорость которых высока. Если количество молекул вещества, имеющих высокую скорость, увеличивается, т. е. увеличивается средняя скорость молекул, то это значит, что температура вещества также увеличивается. Чем быстрее будут двигаться молекулы воды, тем чаще они будут соударяться с молекулами сахара, и тем быстрее будет происходить процесс взаимного перемешивания одного вещества с другим. С увеличением температуры процесс взаимного проникновения молекул воды между молекулами сахара – диффузия – происходит гораздо быстрее.
На практике
В природе
Интересные факты о диффузии
Около 27 тонн космической пыли падает на Землю каждый день. За год более 10 000 тонн пыли приземляется на Землю.
Если очень гладко отшлифованные пластинки свинца и золота положить одна на другую и поставить на них некоторый груз, то через 4-5 лет они проникнут взаимно друг друга на 1 мм.
В сказках диффузия помогает героям. Отрывок из ассирийской сказки «Царь Зимаз»: «Был у царя умный советник Аяз, которого он очень уважал. Как обычно бывает в таких случаях, у Аяза были враги, которые его оклеветали перед царем, и тот, послушав их, заключил его в тюрьму. Когда к Аязу пришла жена, он велел ей поймать большого муравья, привязать к его лапке крепкую нитку длиной сорок метров, к свободному концу её привязать верёвку такой же длину и пустить муравья по наружной стене тюрьмы в указанном месте. Как сказал Аяз, так жена и сделала. Сам же Аяз накрошил на окно камеры сахара и муравей по запаху сахара добрался до камеры, где сидел Аяз».
А пословицы – это сплошная диффузия:
«Как муравьи находят путь домой?»
Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости, они прижимаются брюшком к земле и передают ей свой запах. Некоторые муравьи не всегда бегут точно по намеченному пути, а сбоку от трассы, потому что запах достаточно силен. Потеряв след, они кругами вновь находят «дорогу» и спешат по ней. Муравьиные трассы бывают длиной несколько метров.
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.
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.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Описание презентации по отдельным слайдам:
Выполнила учитель физики МСОШ №20 Республика Башкортостан г. Стерлитамак Громова Ю.В. Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Цель урока: знакомство с физическим содержанием диффузии
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. План урока Организационный момент Проверка домашнего задания Изучение нового материала Закрепление
Повторение Из чего состоят вещества? Какие опыты подтверждают, что вещества состоят из мельчайших частиц? Как меняется объем тела при изменении расстояния между частицами? Что такое молекула? Что вы знаете о размерах молекул? Из каких частиц состоит молекула воды?
Процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, в следствии хаотичного движения называется ДИФФУЗИЕЙ Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах. В твердых телах тоже происходит диффузия, только очень медленно.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Как можно ускорить процесс диффузии? Почему в газах диффузия происходит быстрее, чем в жидкостях, а в жидкостях быстрее, чем в твердых телах? С чем это связано? Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.
Диффузия в технике На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной сварки без применения припоев, электродов и флюсов соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы, пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов.
Отрицательные примеры диффузии
I вариант Вещество состоит из мельчайших частиц, едва различимых невооруженным глазом. II вариант Объем тела при нагревании уменьшается ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет»
ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет» I вариант Пленка масла, растекаясь по поверхности воды, может занять любую площадь. II вариант При сжатии газа уменьшается размер молекул.
ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет» I вариант Молекулы воды точно такие же, как молекулы льда. II вариант Молекулы водяного пара отличаются от молекул воды.
ФИЗИЧЕСКИЙ ДИКТАНТ «Да или Нет» I вариант Атомы состоят из молекул II вариант Газом из двухлитрового сосуда можно заполнить четырехлитровый сосуд
§§ 9 читать Вопросы стр.22 Лукашик №№ 67,68,69 Домашняя работа
Курс повышения квалификации
Дистанционное обучение как современный формат преподавания
Курс профессиональной переподготовки
Физика: теория и методика преподавания в образовательной организации
Курс повышения квалификации
Современные педтехнологии в деятельности учителя
Номер материала: ДВ-523692
Международная дистанционная олимпиада Осень 2021
Не нашли то что искали?
Вам будут интересны эти курсы:
Оставьте свой комментарий
Авторизуйтесь, чтобы задавать вопросы.
Безлимитный доступ к занятиям с онлайн-репетиторами
Выгоднее, чем оплачивать каждое занятие отдельно
День преподавателя высшей школы будет отмечаться 19 ноября
Время чтения: 1 минута
Жириновский предложил ввести в школах уроки полового воспитания
Время чтения: 1 минута
Роспотребнадзор продлил действие санитарных правил для школ
Время чтения: 1 минута
В школе в Пермском крае произошла стрельба
Время чтения: 1 минута
В Приамурье начнут пускать на занятия только привитых студентов
Время чтения: 0 минут
В Тюменской области студенты и школьники перейдут на дистанционное обучение
Время чтения: 2 минуты
Подарочные сертификаты
Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако администрация сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов, связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.
Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение администрации может не совпадать с точкой зрения авторов.
Урок «Диффузия в жидкостях, газах и твердых телах»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
Технологическая карта урока
«Физика» Автор: А.В.Перышкин
Диффузия в жидкостях, газах и твердых телах.
· Обосновать связь между температурой тела и скоростью движения молекул;
здоровье-сберегающая, ИКТ, дифференцированная, групповая, исследовательские технологии
урок «открытия» новых знаний
Предметные умения: освоить понятие «диффузия», определить зависимость скорости диффузии от внешних факторов (температуры); у меть наблюдать и описывать диффузию в газах, жидкостях и твердых телах.
Метапредметные: овладеть познавательными универсальными учебными действиями на примерах гипотез для объяснения явления диффузии в газах, жидкостях и твердых телах и экспериментальной проверки выдвигаемых гипотез; уметь воспринимать, перерабатывать и предъявлять информацию в словесной, образной формах, выражать свои мысли и выслушивать собеседника, понимать его точку зрения; овладеть эвристическими методами решения проблем, навыками объяснения явления диффузии, развивать способность к монологической и диалогической речи.
Личностные: сформировать познавательный интерес, интеллектуальные и творческие способности, убежденность в возможности познания природы, а также необходимости разумного использования достижений науки и технологий; развивать навыки сотрудничества с учителем и сверстниками в разных учебных ситуациях.
перманганат калия, пинцеты, пластиковые стаканы, кофе, холодная и тёплая вода, компьютер, мультимедиапроектор, экран
Диффузия, скорость протекания диффузии, молекулы, движение молекул.
Фронтальная, индивидуальная, групповая, работа с учебником, эксперимент
проблемное изложение, частично поисковый (эвристический), наблюдение
Мотивация к учебной деятельности
Проверяет готовность класса к уроку, отмечает отсутствующих, настраивает класс на продуктивную деятельность.
Готовятся к уроку, организуют свое рабочее место.
Приветствуют учителя, слушают, настраиваются на восприятие нового материла.
Этап проверки домашнего задания
Проводит физический диктант. Организует повторение базового теоретического материала, заполняет журнал успеваемости.
Отвечают на вопросы физического диктанта. Демонстрируют уровень выполнения домашнего задания, задают вопросы, возникавшие в ходе осуществления самостоятельной работы. После диктанта обучающиеся меняются выполненными работами и делают его проверку. Во время проверки учащиеся обсуждают неверные ответы и дают пояснения.
Этап подготовки к активному и сознательному усвоению нового материала
Осуществляет постановку учебной проблемы. Организует мотивацию получения новых знаний, рассмотрение опытных фактов, подтверждающих движение молекул.
Физический эксперимент: на столе стоит закрытый черный ящик, в котором лежит порезанный на дольки апельсин. Открывает черный ящик и задает ребятам вопрос: кто чувствует запах? Почему вы чувствуете запах? Почему ребята, находящиеся в конце кабинета, не сразу почувствовали запах? По кабинету начнет распространяться запах апельсина, который через некоторое время почувствуют ученики. Обратить внимание на то, какие ученики почувствуют этот запах первыми (те, которые ближе сидят к черному ящику)
Просит найти в учебнике определение явления перемешивания веществ и сформулировать тему урока.
Просит наметить цели урока.
Помогает сформулировать цель и задачи урока
Отвечают на вопросы педагога, участвуют в процессе постановки учебной проблемы.
Самостоятельно, основываясь на знаниях о строении вещества, пытаются дать ответ на вопрос: «Почему мы чувствуем запах?» После обсуждений ученики формулируют ответ: «Распространение запаха происходит из-за того, что молекулы движутся».
Находят в учебнике определение
диффузии и формулируют тему урока.
Ставят перед собой цели и задачи на урок.
III . Организация деятельности обучающихся в ходе приобретения «нового»
Изучение новых знаний
Организует изучение нового материала с помощью ЦОР и учебника. Задает вопросы по материалу параграфа. Помогает обучающимся, при необходимости, проделать необходимые опыты.
Изучают новый материал с помощью ЦОР и учебника, делают конспект в тетради. Находят ответы на вопросы учителя в учебнике, под наблюдением учителя и с соблюдением техники безопасности проделывают опыты, делают выводы:
1. В колбу с водой добавляют несколько крупинок перманганата калия.
2. Диффузия в холодной и горячей воде (сахар и колбы с холодной и горячей водой).
Выполняют упражнения физкультминутки в свободном пространстве кабинета
Первичная проверка понимания изученного
Организует деление обучающихся на 2 группы и выдает задание: выполните эксперимент (раздает заготовки).
1. 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, стаканы– 2шт, 2 пакетика чая.
Описание опыта и полученные результаты : (опыт приготовления чая при начальной температуре 18°С и при температуре 87° С в двух стаканах).
Вывод: на скорость протекания диффузии влияет температура: чем больше температура, тем выше скорость протекания диффузии.
2. Наблюдение диффузии в газах
Цель: «Определить время распространения запаха освежителя воздуха и духов в помещении».
Приборы и материалы : часы с секундной стрелкой, освежитель воздуха, духи
Описание опыта и полученные результаты :
1. Нажать на клапан флакона освежителя воздуха, находясь в дальнем углу комнаты. Его запах по всему помещению распространился уже через 15 секунд.
2. Смочить тампон ваты духами и положить его на подоконник. Запах духов распространился по всей комнате через 40 секунд.
Вывод: процесс диффузии происходит в газах и достаточно быстро.
Выполнение эксперимента (работа в группе), защита.
Контроль усвоения, обсуждение допущенных ошибок и их коррекция
Задание: Ответить письменно на одно задание того уровня, с которым вы справитесь.
Выполняют задания. Корректируют свои результаты.
IV .Подведение итогов и рефлексия
Актуализирует внимание на пройденном материале, задает вопросы о задачах урока, побуждает к высказыванию своего мнения, соотносит достигнутые цели с поставленным результатом.
Формулируют результат работы на уроке, называют основные тезисы усвоенного материала.
Анализирует качество усвоения материала. Выявляет впечатления полученные учащимися от урока.
-Чему вы научились на уроке?
-Что далось вам легко?
-Где возникли трудности?
Возвращаются к целям и задачам урока.
Отмечают, что цель и задачи урока выполнены.
Отвечают на поставленные вопросы и задают вопросы учителю.
Умеют точно выражать свои мысли в соответствии с поставленной задачей.
V . Ззадание для самоподготовки
Для всех: Прочитать § 10. Выучить определения. Проверить усвоение по вопросам к параграфам.
Для желающих: задание № 4 стр. 29.
Для желающих: рисунок «Диффузия вокруг нас».
Одному обучающемуся: приготовить сообщение на тему «Полезные и вредные свойства диффузии».
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Диффузия: определение и примеры в окружающем мире
О таком понятии, как диффузия, слышали абсолютно все люди. Это было одной из тем на уроках физики в 7 классе. Несмотря на то что это явление окружает нас абсолютно везде, мало кто знает о нём. Что же оно всё-таки означает? В чём заключается его физический смысл, и как можно облегчить жизнь с её помощью? Сегодня мы с вами об этом и поговорим.
Диффузия в физике: определение
Это — процесс проникновения молекул одного вещества между молекулами другого вещества. Говоря простым языком, этот процесс можно назвать смешиванием. Во время этого смешивания происходит взаимное проникновение молекул вещества друг между другом. Например, при приготовлении кофе молекулы растворимого кофе проникают в молекулы воды и наоборот.
Скорость этого физического процесса зависит от следующих факторов:
Это интересно: МПА в атмосферы, как правильно перевести давление?
Чем выше температура вещества, тем быстрее движутся молекулы. Следовательно, процесс смешивания происходит быстрее при высоких температурах.
Агрегатное состояние вещества — важнейший фактор. В каждом агрегатном состоянии молекулы движутся с определённой скоростью.
Диффузия может протекать в следующих агрегатных состояниях:
Скорее всего, у читателя сейчас возникнут следующие вопросы:
Ответы на них можно узнать ниже.
Это интересно: энтропия это что такое, где применяется термин?
Причины возникновения
Абсолютно у всего в этом мире есть своя причина. И диффузия не является исключением. Физики прекрасно понимают причины её возникновения. А как донести их до обычного человека?
Наверняка каждый слышал о том, что молекулы находятся в постоянном движении. Причём это движение является беспорядочным и хаотичным, а его скорость очень большая. Благодаря этому движению и постоянному столкновению молекул происходит их взаимное проникновение.
Есть ли какие-то доказательства этого движения? Конечно! Вспомните, как быстро вы начинали чувствовать запах духов или дезодоранта? А запах еды, которую готовит ваша мама на кухне? Вспомните, как быстро готовится чай или кофе. Всего этого не могло быть, если бы не движение молекул. Делаем вывод — основная причина диффузии заключается в постоянном движении молекул.
Теперь остаётся только один вопрос — чем же обусловлено это движение? Оно обусловлено стремлением к равновесию. То есть, в веществе есть области с высокой и низкой концентрацией этих частиц. И благодаря этому стремлению они постоянно движутся из области с высокой концентрацией в низкоконцентрированную. Они постоянно сталкиваются друг с другом, и происходит взаимное проникновение.
Интересно знать: Система отсчета это что такое, определение и виды.
Диффузия в газах
Процесс смешивания частиц в газах самый быстрый. Он может происходить как между однородными газами, так и между газами с разной концентрацией.
Яркие примеры из жизни:
Как протекает диффузия в жидкостях
Диффузия в жидкостях протекает медленнее. Она может длиться от нескольких минут до нескольких часов.
Самый яркие примеры из жизни:
В этих случаях диффузия протекает очень быстро (до 10 минут). Однако если к процессу будет приложено внешнее воздействие, например, размешивание этих растворов ложкой, то процесс пойдёт гораздо быстрее и займёт не более одной минуты.
Диффузия при смешивании более густых жидкостей будет происходить гораздо дольше. Например, смешивание двух жидких металлов может занимать несколько часов. Конечно, можно сделать это за несколько минут, но в таком случае получится некачественный сплав.
Например, диффузия при смешивании майонеза и сметаны будет протекать очень долго. Однако, если прибегнуть к помощи внешнего воздействия, то этот процесс и минуты не займёт.
Диффузия в твёрдых телах: примеры
В твёрдых телах взаимное проникновение частиц протекает очень медленно. Этот процесс может занять несколько лет. Его длительность зависит от состава вещества и структуры его кристаллической решётки.
Опыты, доказывающие, что диффузия в твёрдых телах существует.
Примеры диффузии в окружающем мире
Как вы уже поняли, чем тверже среда, тем меньше скорость смешивания молекул. Теперь давайте поговорим о том, где в реальной жизни можно получить практическую пользу от этого физического явления.
Процесс диффузии происходит в нашей жизни постоянно. Даже когда мы лежим на кровати, очень тонкий слой нашей кожи остаётся на поверхности простыни. А также в неё впитывается пот. Именно из-за этого постель становится грязной, и её необходимо менять.
Так, проявление этого процесса в быту может быть следующим:
Проявление диффузии в природе:
Проявление этого процесса в промышленности:
Эти процессы происходят в различных областях промышленности:
Как вы поняли, процесс диффузии может оказывать на нашу жизнь как положительный, так и отрицательный эффект. Нужно уметь управлять своей жизнью и максимально использовать пользу от этого физического явления, а также минимизировать вред.
Теперь вы знаете, в чём сущность такого физического явления, как диффузия. Она заключается во взаимном проникновении частиц благодаря их движению. А в жизни движется абсолютно все. Если вы школьник, то после прочтения нашей статьи вы точно получите оценку 5. Успехов вам!
