Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах
⚡ Физика · 7 класс
Что такое диффузия
Диффузия — это явление самопроизвольного перемешивания частиц разных веществ, при котором частицы одного вещества проникают между частицами другого. Диффузия происходит потому, что молекулы и атомы постоянно и беспорядочно движутся.
Когда в комнате открывают флакон с духами, запах вскоре чувствуется во всех её углах. Это значит, что молекулы пахучего вещества разлетелись среди молекул воздуха. Такое распространение и есть диффузия.
Почему диффузия доказывает движение частиц
Диффузия — важное доказательство основных положений о строении вещества:
- вещества состоят из мельчайших частиц — молекул и атомов;
- между частицами есть промежутки;
- частицы непрерывно и беспорядочно движутся.
Именно благодаря промежуткам частицы одного вещества могут проникать между частицами другого, а благодаря движению — перемешиваться.
Диффузия в разных средах
Быстрее всего диффузия идёт в газах, медленнее — в жидкостях, а в твёрдых телах протекает очень медленно, иногда годами.
| Среда | Скорость диффузии | Пример |
|---|---|---|
| Газы | Быстрая | Распространение запаха в воздухе |
| Жидкости | Средняя | Растворение краски в воде |
| Твёрдые тела | Очень медленная | Сваривание двух прижатых пластин металла |
Зависимость от температуры
Чем выше температура вещества, тем быстрее движутся его частицы и тем быстрее идёт диффузия. Например, сахар растворяется в горячей воде гораздо быстрее, чем в холодной. Это прямое доказательство связи между температурой и скоростью движения частиц: нагревание ускоряет беспорядочное движение молекул, и они быстрее проникают между молекулами другого вещества.
Именно поэтому заварку заливают кипятком, а не холодной водой: в горячей воде вещества чая распространяются гораздо быстрее.
Почему диффузия важна в природе и технике
Диффузия играет огромную роль и в живой природе, и в технике. Благодаря диффузии:
- растения получают из почвы растворённые питательные вещества;
- кислород из воздуха попадает в кровь через стенки лёгких;
- в металлургии прочно соединяют металлы, прижимая их и нагревая;
- солёная вода постепенно становится одинаково солёной во всём объёме.
Если бы частицы не двигались, ни одно из этих явлений было бы невозможно.
Разобранный пример
В стакан с водой осторожно опустили кристаллик марганцовки. Опишем наблюдение:
Кристалл → молекулы отрываются → проникают между молекулами воды → вода окрашивается равномерно
В горячей воде окрашивание произойдёт заметно быстрее, чем в холодной. Со временем окраска становится равномерной по всему стакану, даже если воду не перемешивать. Это и есть главный признак диффузии — перемешивание происходит само собой.
Частые ошибки. Диффузия — это не растворение под действием перемешивания ложкой. При диффузии перемешивание происходит само, без внешнего воздействия, только за счёт движения частиц. Не следует также думать, что в твёрдых телах диффузии нет вовсе: она есть, но идёт очень медленно.
Кратко о главном
- Диффузия — самопроизвольное перемешивание частиц разных веществ.
- Она доказывает, что частицы движутся, а между ними есть промежутки.
- Быстрее всего диффузия идёт в газах, медленнее всего — в твёрдых телах.
- С ростом температуры диффузия ускоряется.
- Диффузия важна для дыхания, питания растений и многих технологий.