МБОУ «СВЕНСКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА №1» БРЯНСКОГО РАЙОНА
Учебно - исследовательская работа
Тема: «Сладкая» диффузия
Работу выполнил: ученик 8 класса
МБОУ «Свенская СОШ №1» Брянского района
, 14 лет
Руководитель: учитель физики
Брянск 2015
Содержание
Введение 3
1. ЯВЛЕНИЕ «ДИФФУЗИЯ», ЕГО СУЧНОСТЬ 4
2. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА 5
Заключение 7
Список литературы 8
Приложения 9
Введение
Диффузия играет огромную роль в природе, в быту человека и в технике. Однако не у всех людей есть достаточное представление о протекании этого явления.
В работе исследуется явление протекания диффузии в зависимости от температуры воды, путем помещения в воду леденцов разного цвета.
Объект исследования: явление диффузии.
Предмет исследования: зависимость скорости диффузии от температуры
Цель: изучить явление диффузии; выяснить, как зависит скорость диффузии от температуры.
Задачи:
- изучить литературные и другие информационные источники по данному вопросу;
- провести опыты для изучения и наблюдения явления диффузии;
- опытным путем установить, как зависит скорость диффузии от температуры.
Явление «диффузия», его сущность
Диффумзия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) распространение молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящее к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выровненную концентрацию, и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.
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. Для подтверждения данного факта был проведен эксперимент. Единовременно были проведены следующие опыты: распылили духи, опустили в стакан пакетик чая и картофелины насыпали несколько кристалликов марганцовки. В результате наблюдений было установлено, что запах духов распространился по комнате за несколько секунд, немногим более потребовалось времени для того, чтобы чай окрасил воду, а молекулы перманганата калия только на несколько миллиметров диффундировали в картофель за пару часов. Полученные результаты свидетельствуют о том, что диффузия протекает быстрее в газах, чуть медленнее в жидкостях и очень медленно в твердых телах. Дело в том, что в газах и жидкостях основной вид теплового движения частиц приводит к их перемешиванию, а в твердых телах, в кристаллах, где атомы совершают малые колебания около положения узла решётки, нет.
Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Обратимся к опыту. В два стакана налили воду, но в один холодную, а в другой – горячую. Опустили одновременно в стаканы пакетики с чаем. Нетрудно заметить, что в горячей воде чай быстрее окрашивает воду, диффузия протекает быстрее. Это происходит потому, что с повышением температуры увеличивается скорость движения молекул.
2. Проведение эксперимента
Возьмём 2 стакана, в один из них нальём холодную воду, в другой – горячую равного объёма. t1 = 5o C t2 = 85o C. Леденцы красного и зеленого цвета поместим в два тонкостенных стакана с водой. Объём воды в обоих стаканах равный.
Вода является хорошим растворителем. Под действием молекул воды происходит разрушение связей между молекулами веществ твёрдых леденцов. В результате молекулы воды начинают проникать в промежутки между молекулами твёрдых веществ, нарушая силы притяжения. Одновременно начинают действовать силы отталкивания и, как следствие, происходит разрушение кристаллической решётки твёрдого вещества. Однако размеры молекул воды и окрашенных леденцов настолько малы и их так много, что проследить за движением одной молекулы невозможно. Процесс растворения леденцов закончился, вода полностью окрасилась в цвет леденцов, находящихся в блюдцах. (Приложение 1, рисунок 1, 2).
В стакане с горячей водой леденцы растворились за 30 мин.
В стакане с холодной водой за 30 мин леденцы не растворились.
Рассмотрим стакан с холодной водой. Специально стакан не нагревали, вода нагревалась за счёт теплообмена с окружающей средой:
1) происходил нагрев самого стакана;
2) при незначительном увеличении температуры резко увеличивалась высота окрашенной жидкости, т. к. стакан, вероятно, уже нагрелся до температуры окружающей среды и отбираемое из окружающей среды тепло шло на нагревание воды;
3) процесс диффузии шёл почти равномерно.
За 30 мин вода окрасилась не полностью. Это говорит о том, что диффузия зависит от температуры. Интенсивный теплообмен с окружающей средой почти закончился. Количества энергии, поступающей из окружающей среды, недостаточно для ускорения процесса диффузии.
Рассмотрим стакан с горячей водой.
1) резкое увеличение столба окрашенной жидкости. Это, можно объяснить тем, что сначала растворяются леденцы;
2) нагреваются стакан и окружающая среда, поэтому происходит понижение температуры;
3) процесс диффузии происходит относительно равномерно, и за 30 мин вода в стакане окрашивается полностью. Приложение 2 (рисунок 3,4).
В 2-х стаканах по 150 мл находилась вода при t1 = 3o C t2 = 85o C. В воду равномерно было засыпано по равному количеству марганцовки. Из опыта видно, что процесс диффузии протекает быстрее в горячей воде. (Приложение 3, рисунок 5).
Заключение
В процессе работы мы наблюдали процесс диффузии. Диффузия – временной процесс. Продолжительность диффузии зависит от температуры и рода вещества: чем выше температура, тем быстрее протекает процесс диффузии. В твёрдых веществах диффузия протекает медленнее, чем в жидкостях. Явление диффузии сопровождалось капиллярными явлениями.
Исходя из выше изложенного, можно сделать вывод о том, что явление диффузии является одним из главных общих условий жизнедеятельности растений, животных и человека. Без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна.
Список литературы
1. Перышкин 7 класс. – М.: Дрофа, 2005. – 189 с.
2. Прохоров энциклопедический словарь. 1995 г.
3. Рыженков Человек Окружающая среда. - М.:Просвещение,1996.–48 с.
4.и др. Физика 7.М.:Мнемозина,2007.
5. http://www. Wikipedia. org
Приложение 1
Рисунок 1
Рисунок 2
Приложение 2
Рисунок 3
Рисунок 4
Приложение 3
Рисунок 5
