Kaj je difuzija v fiziki razl. Povzetek: Tema: »Razširjenost v živi in ​​neživi naravi. Difuzija plinov v kovinah

DIFUZIJA -i; in. [iz lat. diffusio - porazdelitev, širjenje] 1. Phys. Medsebojno prodiranje dotičnih snovi druga v drugo zaradi toplotnega gibanja delcev snovi. D. plini. D. tekočine. 2. Interpenetracija, izmenjava smth. Slovar Kuznecova

difuzija - difuzija g. 1. Medsebojno prodiranje kontaktnih snovi druga v drugo zaradi toplotnega gibanja molekul in atomov. 2. Interpenetracija, izmenjava nečesa. Razlagalni slovar Efremove

Difuzija - (lat. diffusio širjenje, širjenje) proces spontanega medsebojnega prodiranja snovi v stiku zaradi toplotnega gibanja delcev; je eden glavnih procesov, ki zagotavljajo gibanje snovi v celicah in tkivih. Medicinska enciklopedija

Difuzija - I Difuzija (iz latinščine diffusio - širjenje, širjenje) medsebojno prodiranje dotičnih snovi druga v drugo zaradi toplotnega gibanja delcev snovi. Velik Sovjetska enciklopedija

Difuzija - Kulturno medsebojno prodiranje kulturnih značilnosti in kompleksov iz ene družbe v drugo, ko pridejo v stik. Slovar kulturnih študij

Difuzija - (iz latinščine diffusio - porazdelitev, širjenje, disperzija * a. difuzija; n. difuzija; f. difuzija; i. difuzija) - prenos snovi zaradi izenačitve njene koncentracije v prvotno heterogenem sistemu. D. - ena od stopenj številnih. Planinska enciklopedija

Difuzija - D. je delno širjenje teles drug v drugega, katerega rezultat je popolna homogenost sistema, ki je bil sprva heterogen. D. se pojavlja v tekočinah, plinih in trdnih snoveh. Enciklopedični slovar Brockhausa in Efrona

difuzija - 1) prodiranje molekul ene snovi (plin, tekočina, trdna snov) v drugo, ko so v neposrednem stiku ali skozi porozno pregrado. Mikrobiologija. Slovar izrazov

DIFUZIJA - DIFUZIJA (iz latinščine diffusio - širjenje, širjenje, razprševanje) - gibanje delcev medija, ki vodi do prenosa snovi in ​​izenačitve koncentracij ali do vzpostavitve ravnotežne porazdelitve koncentracij delcev določene vrste v medij. Velik enciklopedični slovar

difuzija - DIFUZIJA, glej difuzija. Razlagalni slovar Ušakova

difuzija - samostalnik, število sinonimov: 9 barodifuzija 1 penetracija 32 piezodifuzija 1 širjenje 37 disperzija 29 širjenje 5 samodifuzija 1 toplotna difuzija 2 elektrodifuzija 1 Slovar ruskih sinonimov

DIFUZIJA - DIFUZIJA - angl. difuzijo nemški Difuzija. 1. Razširjanje in sprejemanje določenih predmetov (inovacije, informacije, kulturni elementi) v družbenih medijih. sistem. 2. Izposoja, asimilacija elementov druge kulture. Sociološki slovar

difuzija - -i, g. fizično Medsebojno prodiranje dotičnih snovi druga v drugo zaradi toplotnega gibanja delcev snovi. Difuzija plinov. Difuzija tekočin. [Iz lat. diffusio - širjenje, širjenje] Mali akademski slovar

difuzija - Difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija, difuzija Zaliznyakov slovniški slovar

DIFUZIJA - DIFUZIJA, gibanje snovi v zmesi iz območja visoke koncentracije v območje nizke koncentracije, ki ga povzroči naključno gibanje posameznih atomov ali molekul. Difuzija se ustavi, ko koncentracijski gradient izgine. Znanstveni in tehnični slovar

difuzija - difuzija, g. [latin. diffusio] (fizično). Medsebojno prodiranje različnih teles, ki so v stiku. Difuzija tekočin. Velik slovar tuje besede

difuzija - DIFUZIJA, in, g. (specialist.). Medsebojno prodiranje delcev ene snovi v drugo ob njihovem stiku. D. plini. | prid. difuzija, oh, oh. Razlagalni slovar Ozhegov

Difuzija je iz latinščine prevedena kot distribucija ali interakcija. Difuzija je zelo pomemben koncept v fiziki. Bistvo difuzije je prodiranje enih molekul snovi v druge. Med postopkom mešanja se koncentraciji obeh snovi izenačita glede na prostornino, ki jo zasedata. Snov se premika z mesta z višjo koncentracijo na mesto z nižjo koncentracijo, zaradi česar se koncentracije izenačijo. Ko smo preučili, kaj je difuzija, bi morali preiti na pogoje, ki lahko vplivajo na stopnjo pojavljanja tega pojava.

Dejavniki, ki vplivajo na difuzijo

Da bi razumeli, od česa je difuzija odvisna, razmislimo o dejavnikih, ki nanjo vplivajo.

Difuzija je odvisna od temperature. Hitrost difuzije se bo povečala z naraščajočo temperaturo, saj se bo z naraščanjem temperature povečala hitrost gibanja molekul, torej se bodo molekule hitreje mešale. Agregatno stanje snovi bo vplivalo tudi na to, od česar je difuzija odvisna, in sicer na hitrost difuzije. Toplotna difuzija je odvisna od vrste molekul. Na primer, če je predmet kovina, pride do toplotne difuzije hitreje, v nasprotju s tem, če bi bil predmet izdelan iz sintetičnega materiala. Difuzija med trdnimi snovmi poteka zelo počasi. Difuzija je velikega pomena v naravi in ​​življenju ljudi.

Primeri difuzije

Da bi bolje razumeli, kaj je difuzija, si jo poglejmo s primeri. Molekule snovi, ne glede njihovo agregatno stanje so nenehno v gibanju. Zato se difuzija pojavi v plinih, lahko se pojavi v tekočinah in tudi v trdnih snoveh. Difuzija je mešanje plinov. V najpreprostejšem primeru je to širjenje vonjav. Če v vodo daste kakšno barvilo, bo čez nekaj časa tekočina postala enakomerno obarvana. Če dve kovini prideta v stik, se na meji stika njuni molekuli pomešata.

Difuzija je torej mešanje molekul snovi med njihovim naključnim toplotnim gibanjem.

Vse te vrste difuzije opisujejo enaki fenomenološki principi. razmerja.
Osnovni pojmi. Glavna značilnost Difuzijo določa gostota difuzijskega toka J - število snovi, ki se prenesejo na enoto časa skozi enoto površine, pravokotno na smer prenosa. Če v okolju, kjer ni gradientov temperature, tlaka, el. potencial itd., obstaja koncentracijski gradient c (x, t), ki označuje njegovo spremembo na enoto dolžine v smeri x (enodimenzionalni primer) v času t, nato v izotropnem mediju v mirovanju

J = - D(ds/dx), (1)

kjer je D koeficient difuzije (m 2 /s); Znak minus označuje smer toka od višjih k nižjim koncentracijam. Prostorsko-časovna porazdelitev koncentracije:

Ravni (1) in (2) se imenujeta. Fickov prvi in ​​drugi zakon. Tridimenzionalno difuzijo [z (x, y, z; t)] opisujejo enačbe:

J = - D grad c (3)

kjer je J vektor gostote difuzijskega toka, grad je gradient koncentracijskega polja. Prenos delcev v mediju poteka kot zaporedje njihovih naključnih gibov in abs. velikost in smer vsakega od njih nista odvisni od prejšnjih. Difuzijsko gibanje v mediju vsakega delca je običajno označeno s srednjim kvadratnim odmikom L 2 od začetnega položaja v času t. Za tridimenzionalni prostor Velja prva Einsteinova relacija: L 2 = GDt. Tako parameter D označuje učinkovitost vpliva medija na delce. V primeru difuzije v večkomponentnih mešanicah v odsotnosti gradientov tlaka in t-ry (izobarično-izotermna difuzija) za poenostavitev opisa medsebojnega prodiranja komponent v prisotnosti gradientov njihovih koncentracij, ti. medsebojni difuzijski koeficienti. Na primer z enodimenzionalno difuzijo v dvokomponentni sistem izraz za difuzijski tok ene od komponent ima obliko:

kjer c 1 + c 2 = const, D 12 = D 21 - koeficient. medsebojna difuzija obeh komponent. Zaradi neenakomernega segrevanja medija pod vplivom temperaturnega gradienta pride do prenosa komponent plinskih ali tekočih mešanic - toplotne difuzije (v raztopinah - učinek Soret). Če med v ločenih delih sistem se vzdržuje konstantno razlika t-r, potem se zaradi toplotne difuzije pojavijo gradienti koncentracij komponent v volumnu zmesi, kar sproži navadno difuzijo. Slednji v stacionarnem stanju (ob odsotnosti toka vode) uravnava toplotno difuzijo in v sistemu nastane razlika v koncentracijah komponent. Ta vpliv je osnova ene od metod ločevanja izotopov, pa tudi toplotno difuzijskega ločevanja oljnih frakcij. Z zunanjim vpliv na sistem tlačnega gradienta ali gravitacije. polju pride do barodifuzije. Primeri: difuzijska sedimentacija majhnih suspendiranih delcev ob trku z molekulami plina (glej Zbiranje prahu); baromembranski procesi - reverzna osmoza, mikro- in ultrafiltracija (glej Membranski separacijski procesi, Osmoza). Vpliv na zunanji sistem. električni polja povzroča usmerjen prenos nabitih delcev – elektrodifuzijo. Primeri: elektromembranski procesi, na primer elektrodializa - ločevanje pod vplivom električne energije. trenutne ionizirane povezave zaradi volitev prenos ionov skozi ionsko izmenjevalne membrane; difuzija nosilcev naboja - gibanje prevodnih elektronov in lukenj zaradi nehomogenosti njihove koncentracije v polprevodnikih. Matematično so Fickovi zakoni podobni Fourierjevim enačbam toplotne prevodnosti. Ta analogija temelji na splošni vzorci ireverzibilni procesi prerazporeditev parametrov intenzivnega stanja (koncentracija, temperatura, tlak itd.) med razl deli k.-l. sistem, ko se nagiba k termodinam. ravnovesje Pri majhnih odstopanjih sistema od tega so ti vzorci opisani z linearnimi razmerji med fizičnimi tokovi. količine in termodinam. sile, tj. gradienti parametrov, ki povzročajo navedena odstopanja. Zlasti difuzijski tok delcev dane vrste, poleg koncentracijskih gradientov delcev posamezne vrste, lahko pod ustreznimi pogoji v veliki meri določajo gradienti drugih intenzivnih parametrov in zunanjih dejavnikov. sile. IN splošni pogled fenomenološko je opisana povezava med tokovi in ​​silami. enačbe termodinamike ireverzibilnih procesov. Na primer v primeru električno nevtralnega binarnega plinskega sistema ob prisotnosti temperaturnega gradienta dT/dx, tlačnega gradienta dr/dx in električnega gradienta. potencial d j /dx izraz za difuzijski tok delcev z naboj q i v enodimenzionalnem primeru ima obliko:

kjer c- skupno število delcev zmesi na enoto prostornine; n i = c i /c -relativni. delež delcev i-te komponente (i = 1, 2); D p , D T - koeficient. baro- in toplotna difuzija; m i = q i D/kT (Nernst-Einsteinova relacija) - gibljivost delcev 1. komponente v el. polje; k je Boltzmannova konstanta; T - abs. t-ra. Na primer v binarni mešanici plinov pri konstantnem tlaku in brez zunanjega sile celotnega difuzijskega toka

V odsotnosti pretoka (J = 0) se porazdelitev koncentracij določi po formuli:

kjer je k T = D T /D 12. Coef. D T v pomeni. stopnja je odvisna od medmolekularne interakcije, zato njeno preučevanje omogoča preučevanje medmolekularnih sil v različnih vrstah. okoljih Hkrati z difuzijskim transportom delcev tujci(nečistoče) neenakomerno porazdeljene v razredu. okolju pride do samodifuzije – naključnega gibanja delcev samega okolja, kem. sestava reza se ne spremeni. Ta proces, opažen tudi v odsotnosti termodinamike v sistemu. sile, opisane s Fickovimi enačbami, v katerih je D nadomeščen s parametrom D c, imenovanim koeficient. samodifuzija. Učinki samodifuzije lahko povzročijo zlitje dveh poliranih vzorcev iste snovi, sintranje praškov, ko skoznje teče električni tok. tok, do raztezanja teles pod vplivom bremena, obešenega na njih (difuzijsko lezenje materialov) itd. Med medsebojno difuzijo v trdnih snoveh lahko tok atomov ene vrste preseže tok atomov druge vrste, ki gre v nasprotni smeri, če ni kompenziran. prosta mesta (in morda tudi za nekompenzirane atome) obstajajo ponori. V tem primeru se v kristalu pojavijo pore, kar vodi do kršitve stabilnosti kristala. rešetke so kot krzno. sistema in posledično do premika kristalin. ravnine kot celote (Kirkindahlov učinek). Zlasti z medsebojno difuzijo v binarnih kovinah. sistemih opazimo premikanje »inertnih« oznak, na primer tanke ognjevzdržne žice iz Mo ali W s premerom nekaj. mikronov, vnesenih v difuzijsko cono. Hitrost difuzijskega prenosa mase pri razkroju. Včasih je priročno označiti snovi ali materiale z njihovo konstanto prepustnosti P = D g , kjer je g - Henryjeva konstanta, ki določa ravnotežni pH prenesene komponente. Zlasti izraz za stacionarni tok plinskih molekul, ki difundirajo skozi ločnico. pregrada (membrana) debela d ima obliko: J = П gD р/ d, kjer je D p je razlika parcialnih tlakov ločenih komponent mešanice plinov na obeh straneh predelne stene. Coef. difuzije se bistveno razlikujejo za difuzijske procese v plinastih in kondenziranih (tekočih in trdnih) medijih: maks. v plinih pride do hitrega prenosa delcev (D reda 10 - 4 m 2 / s pri normalni temperaturi in tlaku), počasneje - v tekočinah (približno 10 - 9), še počasneje - v trdnih snoveh (približno 10 - 12). Ponazorimo te zaključke s primeri molekularne difuzije.
Difuzija v plinastih medijih. Za oceno D je prosta dolžina vzeta kot značilen (povprečni) premik delcev. molekularna pot l = u t , kjer in in t - povprečna hitrost gibanja delcev in čas med njihovimi trki. V skladu s prvim Einsteinovim razmerjem D ~ l 2 t -1 ; natančneje D = 1/3 lu. Coef. difuzija je obratno sorazmerna s tlakom plina p, saj je l ~ 1/p; z naraščajočo temperaturo T (pri konstantnem volumnu) D narašča sorazmerno s T 1/2, ker ; z naraščajočim mol. masa plina D se zmanjša. Glede na kinetično teorija plinov, koef medsebojna difuzija plinov A in B v binarni mešanici (Tabela 1)

kjer je p skupni tlak v sistemu, t A in t B sta masi plinov, s A in s B - parametri Lennard-Jonesovega potenciala (glej na primer Absorpcija).


Odlično praktično Zanimiv je prenos plinov skozi pore v trdnih snoveh. Pri relativno nizkih tlakih plinov ali velikosti por (r 0), ko frekvenca trkov molekul plina s stenami por presega frekvenco medsebojnih trkov molekul, tj. njihovo povprečno prosto dolžino. zaženite l >> r 0 (za normalni tlak pri r 0< 10 - 7 m), t.i Knudsenova difuzija. V tem primeru je pretok plina skozi porozno pregrado sorazmeren s povprečno hitrostjo molekul, konstanta prepustnosti plina pa se določi iz enačbe:

kjer je N s površinska gostota por v predelni steni. Ker povprečna hitrost molekule so obratno sorazmerne kvadratni koren iz svojih mas sestavine ločene plinske mešanice z razgradnjo prodrejo skozi pore membrane. hitrosti; Posledično je zmes, ki gre skozi pregrado, obogatena z lažjimi komponentami. Z naraščanjem tlaka plina v takih poroznih sistemih se poveča površinska koncentracija molekul, adsorbiranih na stene por. Nastali adsorb. plast se lahko izkaže za mobilno in se premika vzdolž površine por, zaradi česar je vzporedno z volumetričnim difuzijskim prenosom v njej možna površinska difuzija plina. Slednji včasih upodablja bitja. vpliv na kinetiko kemikalij. transformacije, ki povzročajo neravnovesno porazdelitev v sistemu interakcij. reagenti
Difuzija v kondenzirani snovi. V tekočinah in trdnih snoveh se difuzija izvaja s skoki delcev iz enega stabilnega položaja v drugega, razdalja med njimi je medmolekularnega reda. Takšni skoki zahtevajo lokalno preureditev neposrednega okolja vsakega delca (verjetnost preureditve je označena z aktivacijsko entropijo D S) in naključno kopičenje na tem območju določene količine toplotne energije E D (energija aktivacije difuzije). Po skoku se vsak delec znajde v novem energijsko ugodnem položaju, sproščena energija pa se razprši v mediju. V tem primeru D = D 0 exp(- E D /RT), kjer je D 0 = n exp (D S/R) je entropijski faktor, odvisen od frekvence "toplotnih sunkov" molekul medija ( n ~ 10 12 s - 1), R - plinska konstanta. Difuzijsko gibanje delcev v tekočini je določeno z njenimi viskoznimi lastnostmi, velikostjo delcev in je značilno za njihovo t.i. mobilnost( ~ D/kT od koder je D ~ ( kT (Einsteinova druga relacija). Parameter(- koeficient sorazmernost med hitrostjo delca in pogonsko silo sila F med mirujočim gibanjem s trenjem (u =(F). Na primer, v primeru sferično simetričnih delcev s polmerom( = 1/6 p r h (T) velja Stokes-Einsteinova enačba: D = kT/6 p r h (T), kjer je h (T) - koeficient dinamično viskoznost medija kot funkcija temperature. Povečanje D z naraščajočo temperaturo v tekočinah je razloženo z zmanjšanjem gostote pakiranja njihovih molekul ("rahljanje strukture") pri segrevanju. in posledično povečanje števila skokov delcev na časovno enoto. Coef. difuzijo drugačen in-in v tekočinah so podani v tabeli. 2 in 3; značilne vrednosti E D ~ 20-40 kJ/mol.

Coef. difuzijo v trdni org. telesa imajo sredstva. razpršenost, ki v nekaterih primerih doseže vrednosti, primerljive z ustreznimi parametri v tekočinah. Naib. Zanimiva je difuzija plinov v polimerih. Coef. difuzija v njih (tabela 4) je odvisna od velikosti difuzijskih molekul, značilnosti interakcije. jih s fragmenti makromolekul, mobilnost polimernih verig, prost. volumen polimera (razlika med dejanskim volumnom in skupnim volumnom gosto zapakiranih molekul) in heterogenost njegove strukture.


Visoke vrednosti D pri temperaturah nad temperaturami steklastega prehoda polimerov so posledica visoke mobilnosti fragmentov makromolekul v teh pogojih, kar vodi do prerazporeditve prostih delcev. glasnost in oz. povečati D S in zmanjšajte E D . Pri temperaturah pod temperaturnim koeficientom posteklenitve. difuzije so praviloma manjše vrednosti. Med difuzijo tekočin v polimerih so lahko vrednosti D odvisne od koncentracije raztopljenih komponent zaradi njihovega plastifikacijskega učinka. Coef. pomeni difuzijo ionov v ionskih izmenjevalnih smolah. stopnje so določene z njihovo vsebnostjo vlage (povprečno število n molekul vode na eno ionogeno skupina). Pri visoki vsebnosti vlage (n > 15) koeficient. difuzije so primerljive z ustreznim D za ione v elektrolitih (glej tabeli 5 in 3). Pri n< 10 коэф. диффузии экспоненциально снижаются с уменьшением п.


V trdni inorg. organov, kjer je delež brezplačen. volumen in amplituda nihanja kristalnih atomov. rešetke so nepomembne, difuzija je posledica prisotnosti motenj v njihovi strukturi (glej Napake v kristalih), ki nastanejo med proizvodnjo, segrevanjem, deformacijo in drugimi vplivi. Hkrati pa je lahko več jih je bilo izvedenih. difuzijski mehanizmi: menjava mest atomov in izmenjava mest dveh sosednjih atomov, sočasno ciklično. večkrat premikati

Difuzija

Primer difuzije je mešanje plinov (na primer širjenje vonjav) ali tekočin (če črnilo kapnemo v vodo, se tekočina čez nekaj časa enakomerno obarva). Drug primer je povezan s trdno snovjo: atomi kovin v stiku se mešajo na kontaktni meji. Difuzija delcev igra pomembno vlogo v fiziki plazme.

Običajno difuzijo razumemo kot procese, ki jih spremlja prenos snovi, včasih pa difuzijo imenujemo tudi druge procese prenosa: toplotno prevodnost, viskozno trenje itd.

Hitrost difuzije je odvisna od številnih dejavnikov. Tako pri kovinski palici zelo hitro pride do toplotne difuzije. Če je palica izdelana iz sintetičnega materiala, pride do toplotne difuzije počasi. Difuzija molekul v splošnem primeru poteka še počasneje. Na primer, če damo kos sladkorja na dno kozarca vode in vode ne mešamo, bo trajalo več tednov, preden postane raztopina homogena. Difuzija enega poteka še počasneje trdna drugemu. Na primer, če je baker prevlečen z zlatom, bo prišlo do difuzije zlata v baker, vendar bo pri normalnih pogojih (sobna temperatura in atmosferski tlak) zlatonosna plast dosegla debelino nekaj mikronov šele po nekaj tisoč letih.

Kvantitativni opis difuzijskih procesov je podal nemški fiziolog A. Fick ( angleščina) leta 1855

Splošni opis

Vse vrste difuzije se podrejajo istim zakonom. Hitrost difuzije je sorazmerna s površino prečnega prereza vzorca, pa tudi z razliko v koncentracijah, temperaturah ali nabojih (v primeru relativno majhnih vrednosti teh parametrov). Tako se bo skozi palico s premerom dveh centimetrov toplota širila štirikrat hitreje kot skozi palico s premerom en centimeter. Ta toplota se bo širila hitreje, če bo temperaturna razlika čez en centimeter 10 °C namesto 5 °C. Hitrost difuzije je tudi sorazmerna s parametrom, ki označuje določen material. V primeru toplotne difuzije se ta parameter imenuje toplotna prevodnost, v primeru toka električnih nabojev - električna prevodnost. Količina snovi, ki difundira v določenem času, in razdalja, ki jo prepotuje difuzijska snov, sta sorazmerni s kvadratnim korenom časa difuzije.

Difuzija je proces, ki temelji na molekularni ravni in je določena z naključno naravo gibanja posameznih molekul. Hitrost difuzije je torej sorazmerna s povprečno hitrostjo molekul. Pri plinih je povprečna hitrost majhnih molekul večja, in sicer je obratno sorazmerna s kvadratnim korenom mase molekule in narašča z naraščanjem temperature. Difuzijski procesi v trdne snovi pri visoke temperature pogosto najdemo praktična uporaba. Na primer, nekatere vrste katodnih cevi (CRT) uporabljajo kovinski torij, razpršen skozi kovinski volfram pri 2000 °C.

Če je v mešanici plinov masa ene molekule štirikrat večja od mase druge, se taka molekula giblje dvakrat počasneje kot se giblje v čistem plinu. Skladno s tem je nižja tudi njegova stopnja difuzije. Ta razlika v hitrosti difuzije lahkih in težkih molekul se uporablja za ločevanje snovi z različnimi molekulskimi masami. Primer je ločevanje izotopov. Če skozi porozno membrano spustimo plin, ki vsebuje dva izotopa, gredo lažji izotopi skozi membrano hitreje kot težji. Za boljše ločevanje se postopek izvaja v več fazah. Ta postopek se je pogosto uporabljal za ločevanje izotopov urana (ločevanje 235 U od 238 U). Ker ta metoda ločevanja zahteva veliko energije, so se razvile druge, bolj ekonomične metode ločevanja. Na primer, uporaba toplotne difuzije v plinsko okolje. Plin, ki vsebuje mešanico izotopov, se postavi v komoro, v kateri se vzdržuje prostorska temperaturna razlika (gradient). V tem primeru se težki izotopi sčasoma koncentrirajo v hladnem območju.

Fickove enačbe

Z vidika termodinamike je pogonski potencial katerega koli postopka izravnave povečanje entropije. Pri konstantnem tlaku in temperaturi je vloga takega potenciala kemični potencial µ , ki določa vzdrževanje snovnih tokov. Tok delcev snovi je sorazmeren z gradientom potenciala

~

V večini praktičnih primerov se namesto kemičnega potenciala uporablja koncentracija C. Neposredna zamenjava µ na C v primeru visokih koncentracij postane nepravilna, saj kemični potencial ni več povezan s koncentracijo logaritemski zakon. Če takih primerov ne upoštevamo, lahko zgornjo formulo nadomestimo z naslednjo:

ki kaže, da gostota pretoka snovi J sorazmeren s koeficientom difuzije D[()] in koncentracijski gradient. Ta enačba izraža Fickov prvi zakon. Fickov drugi zakon povezuje prostorske in časovne spremembe koncentracije (difuzijska enačba):

Difuzijski koeficient D odvisno od temperature. V številnih primerih v širokem temperaturnem območju je ta odvisnost Arrheniusova enačba.

Dodatno polje, ki se uporablja vzporedno z gradientom kemijskega potenciala, moti stabilno stanje. V tem primeru so difuzijski procesi opisani z nelinearno Fokker-Planckovo enačbo. Difuzijski procesi imajo velika vrednost v naravi:

• Prehrana, dihanje živali in rastlin;
• Prodiranje kisika iz krvi v človeška tkiva.

Geometrijski opis Fickove enačbe

V drugi Fickovi enačbi je na levi strani hitrost spreminjanja koncentracije skozi čas, na desni strani enačbe pa je drugi delni odvod, ki izraža prostorsko porazdelitev koncentracije, zlasti konveksnost temperature porazdelitvena funkcija projicirana na os x.

Glej tudi

• Površinska difuzija je proces, povezan z gibanjem delcev, ki se pojavlja na površini kondenziranega telesa znotraj prve površinske plasti atomov (molekul) ali na vrhu te plasti.

Opombe

Literatura

• Bokshtein B.S. Atomi tavajo po kristalu. - M.: Nauka, 1984. - 208 str. - (Knjižnica "Quantum". Številka 28). - 150.000 izvodov.

Povezave

• Difuzija (video lekcija, program za 7. razred)
• Difuzija primesnih atomov na površini monokristala

Fundacija Wikimedia.

2010.:

Sopomenke

Oglejte si, kaj je "difuzija" v drugih slovarjih: - [lat. diffusio širjenje, širjenje] fizikalni, kemijski. prodiranje molekul ene snovi (plin, tekočina, trdna snov) v drugo z neposrednim stikom ali skozi porozno pregrado. Slovar tujih besed. Komlev N.G., ... ...

Slovar tujih besed ruskega jezika Difuzija - prodiranje v okolje delcev ene snovi z delci druge snovi, ki nastane kot posledica toplotnega gibanja v smeri zmanjševanja koncentracije druge snovi. [Blum E. E. Slovar osnovnih metalurških izrazov. Ekaterinburg...

Enciklopedija izrazov, definicij in razlag gradbenih materialov

Sodobna enciklopedija - (iz latinščine diffusio, širjenje, disperzija), gibanje delcev medija, ki vodi do prenosa snovi in ​​izenačitve koncentracij ali vzpostavitve ravnotežne porazdelitve koncentracij delcev določene vrste v mediju. V odsotnosti......

Veliki enciklopedični slovar DIFUZIJA, gibanje snovi v zmesi iz območja visoke koncentracije v območje nizke koncentracije, ki ga povzroči naključno gibanje posameznih atomov ali molekul. Difuzija se ustavi, ko koncentracijski gradient izgine. Hitrost……

Znanstveni in tehnični enciklopedični slovar- in, f. diffusion f., nem Difuzija lat. diffusio širjenje, širjenje. Medsebojno prodiranje kontaktnih snovi druga v drugo zaradi toplotnega gibanja molekul in atomov. Difuzija plinov in tekočin. BAS 2. || prev. Oni…… Zgodovinski slovar Galicizmi ruskega jezika

Slovar tujih besed ruskega jezika- (iz latinskega diffusio porazdelitev, širjenje, disperzija), gibanje delcev medija, ki vodi do prenosa snovi in ​​izenačitve koncentracij ali vzpostavitve njihove ravnotežne porazdelitve. Običajno je difuzija določena s toplotnim gibanjem ... ... Ilustrirani enciklopedični slovar

Gibanje delcev v smeri zmanjševanja njihove koncentracije, ki ga povzroča toplotno gibanje. D. vodi do izenačitve koncentracij difuzijske snovi in ​​enakomernega polnjenja volumna z delci.... ... Geološka enciklopedija

Mestna izobraževalna ustanova Srednja šola Zaozernaya z poglobljena študija posamezne postavke №16

Tema: »Difuzija v življenju in nežive narave».

Dokončano:

učenec 8A razreda Zyabrev Kirill.

Učitelj fizike: Zavyalova G.M.

Učitelj biologije: Zyabreva V.F.

Tomsk - 2008

I. Uvod. …………………………………………………………… 3

II. Razširjenost v živi in ​​neživi naravi.

1. Zgodovina odkritja pojava. ……………………………………. 4

2. Difuzija, njene vrste. ………………………………………….. 6

3. Od česa je odvisna hitrost difuzije? ……………………….. 7

4. Difuzija v neživi naravi. ……………………………... 8

5. Razširjenost v živi naravi. ………………………………… 9

6. Uporaba difuzijskih pojavov. …………………………. 16

7. Zasnova posameznih difuzijskih pojavov. …………… 17

III. Zaključek. …………………………………………………... 20

IV. Uporabljena literatura. ……………………………………. . 21

I. Uvod.

Okoli nas se dogaja toliko neverjetnih in zanimivih stvari. Na nočnem nebu svetijo daljne zvezde, v oknu gori sveča, veter nosi vonj cvetoče češnje, starajoča se babica ti sledi s pogledom…. Želim vedeti veliko, poskušam razložiti sam. Navsezadnje mnogi naravni pojavi so povezani s procesi difuzije, o katerih smo nedavno govorili v šoli. A povedali so tako malo!

Cilji dela :

1. Razširiti in poglobiti znanje o difuziji.

2. Modelirajte posamezne difuzijske procese.

3. Ustvarite dodatni material v računalniški različici za uporabo pri pouku fizike in biologije.

Naloge:

1. Poiščite potrebno gradivo v literaturi, internetu, ga preučite in analizirajte.

2. Ugotovi, kje se pojavljajo difuzijski pojavi v živi in ​​neživi naravi (fizika in biologija), kakšen pomen imajo in kje jih uporablja človek.

3. Opiši in oblikuj največ zanimivi poskusi na ta pojav.

4. Ustvarite animirane modele nekaterih difuzijskih procesov.

Metode: analiza in sinteza literature, oblikovanje, modeliranje.

Moje delo je sestavljeno iz treh delov; glavni del je sestavljen iz 7 poglavij. Preučila in obdelala sem 13 materialov literarni viri, vključno z izobraževalno, referenčno, znanstveno literaturo in internetnimi stranmi ter predstavitvijo izdelano v urejevalniku Power Point.

II. Razširjenost v živi in ​​neživi naravi.

II .1. Zgodovina odkritja pojava difuzije.

Ko je Robert Brown pod mikroskopom opazoval suspenzijo cvetnega prahu v vodi, je opazil kaotično gibanje delcev, ki ni nastalo »ne zaradi gibanja tekočine ne zaradi njenega izhlapevanja«. Suspendirani delci velikosti 1 mikrona ali manj, vidni le pod mikroskopom, so izvajali neurejena neodvisna gibanja, ki opisujejo zapletene cikcakaste trajektorije. Brownovo gibanje s časom ne oslabi in ni odvisno od kemijske lastnosti okolje; njegova intenzivnost narašča z naraščajočo temperaturo medija in z zmanjševanjem njegove viskoznosti in velikosti delcev. Celo kvalitativno pojasnite razloge Brownovo gibanje uspelo šele 50 let kasneje, ko so vzrok Brownovega gibanja začeli povezovati z udarci molekul tekočine na površino delca, ki je v njej suspendiran.

Prvo kvantitativno teorijo Brownovega gibanja sta podala A. Einstein in M. Smoluchowski v letih 1905-06. temelji na molekularni kinetični teoriji. Dokazano je, da naključni sprehodi Brownovi delci so povezani z njihovo udeležbo pri toplotnem gibanju skupaj z molekulami medija, v katerem so suspendirani. Delci imajo v povprečju enako kinetično energijo, vendar imajo zaradi večje mase manjšo hitrost. Teorija Brownovega gibanja pojasnjuje naključna gibanja delca z delovanjem naključnih sil iz molekul in sil trenja. Po tej teoriji so molekule tekočine ali plina v stalnem toplotnem gibanju, impulzi različnih molekul pa niso enaki po velikosti in smeri. Če je površina delca, postavljenega v tak medij, majhna, kot velja za Brownove delce, potem udarci, ki jih ima delec iz molekul, ki ga obkrožajo, ne bodo natančno kompenzirani. Zato se Brownov delec zaradi "bombardiranja" z molekulami začne naključno gibati, spreminja velikost in smer svoje hitrosti približno 1014-krat na sekundo. Iz te teorije je sledilo, da je mogoče z merjenjem premika delca v določenem času in poznavanjem njegovega polmera ter viskoznosti tekočine izračunati Avogadrovo število.

Sklepe teorije Brownovega gibanja so potrdili z meritvami J. Perrina in T. Svedberga leta 1906. Na podlagi teh razmerij sta bili eksperimentalno določeni Boltzmannova konstanta in Avogadrova konstanta. (Avogadrova konstanta označeno z NA, število molekul ali atomov v 1 molu snovi, NA=6,022,1023 mol-1; ime v čast A. Avogadra.

Boltzmannova konstanta, fizična konstanta k , enako razmerju univerzalna plinska konstanta R na Avogadrovo številko n A: k = R / n A = 1,3807,10-23 J/K. Imenovan po L. Boltzmannu.)

Pri opazovanju Brownovega gibanja se položaj delca beleži v rednih intervalih. Čim krajši so časovni intervali, tem bolj zlomljena bo videti tirnica delca.

Zakoni Brownovega gibanja služijo kot jasna potrditev temeljnih načel molekularne kinetične teorije. Končno je bilo ugotovljeno, da je toplotna oblika gibanja snovi posledica kaotičnega gibanja atomov ali molekul, ki sestavljajo makroskopska telesa.

Teorija Brownovega gibanja je imela pomembno vlogo pri utemeljitvi statistične mehanike, na kateri temelji kinetična teorija koagulacija (mešanje) vodnih raztopin. Poleg tega ima tudi praktični pomen v meroslovju, saj Brownovo gibanje velja za glavni dejavnik, ki omejuje natančnost merilnih instrumentov. Na primer, meja natančnosti odčitkov zrcalnega galvanometra je določena z vibracijo zrcala, kot je Brownov delec, ki ga bombardirajo molekule zraka. Zakoni Brownovega gibanja določajo naključno gibanje elektronov, kar povzroča hrup električna vezja. Dielektrične izgube v dielektrikih so razložene z naključnimi gibi dipolnih molekul, ki sestavljajo dielektrik. Naključna gibanja ionov v raztopinah elektrolitov povečajo njihov električni upor.

Trajektorije Brownovih delcev (Perrinova eksperimentalna shema); Pike označujejo položaje delcev v enakih časovnih intervalih.

torej DIFUZIJA ALI BROWNOVO GIBANJE – to naključno gibanje drobnih delcev, suspendiranih v tekočini ali plinu, ki se pojavi pod vplivom udarcev molekul iz okolja; odprto

R. Brown leta 1827

II. 2. Difuzija, njene vrste.

Razlikujemo med difuzijo in samodifuzijo.

Difuzija je spontano prodiranje molekul ene snovi v prostore med molekulami druge snovi.. V tem primeru se delci mešajo. Difuzijo opazimo pri plinih, tekočinah in trdnih snoveh. Na primer, kapljico črnila vmešamo v kozarec vode. Ali pa se vonj kolonjske vode širi po sobi.

Difuzija, tako kot samodifuzija, obstaja, dokler obstaja gradient gostote snovi. Če gostota katere koli iste snovi ni enaka v različne dele volumna, potem opazimo pojav samodifuzije. Samodifuzija imenujemo proces izenačevanja gostote(ali temu sorazmerna koncentracija) isto snov. Do difuzije in samodifuzije pride zaradi toplotnega gibanja molekul, ki v neravnovesnih stanjih ustvarja tokove snovi.

Gostota masnega toka je masa snovi ( dm), ki se razprši na enoto časa skozi enoto površine ( dS pl), pravokotno na os x :

(1.1)

Pojav difuzije je podrejen Fickovemu zakonu

(1.2)

kjer je modul gradienta gostote, ki določa hitrost spremembe gostote v smeri osi X ;

D- difuzijski koeficient, ki se izračuna iz molekularne kinetične teorije po formuli

(1.3)

kjer je povprečna hitrost toplotnega gibanja molekul;

Povprečna prosta pot molekul.

Znak minus označuje, da poteka prenos mase v smeri zmanjševanja gostote.

Enačba (1.2) se imenuje difuzijska enačba ali Fickov zakon.

II. 3. Hitrost difuzije.

Ko se delec premika v snovi, nenehno trči z njenimi molekulami. To je eden od razlogov, zakaj je v normalnih pogojih difuzija počasnejša od običajnega gibanja. Od česa je odvisna hitrost difuzije?

Prvič, na povprečno razdaljo med trki delcev, tj. dolžina proste poti. Daljša kot je ta dolžina, hitreje delec prodre v snov.

Drugič, pritisk vpliva na hitrost. Bolj gosta kot je embalaža delcev v snovi, težje tujek prodre skozi tako embalažo.

Tretjič, molekulska masa snovi ima pomembno vlogo pri hitrosti difuzije. Večja kot je tarča, večja je verjetnost, da bo zadeta, po trčenju pa se hitrost vedno upočasni.

In četrtič, temperatura. Z naraščanjem temperature se povečajo tresljaji delcev in poveča se hitrost molekul. Vendar pa je hitrost difuzije tisočkrat počasnejša od hitrosti prostega gibanja.

Vse vrste difuzije se podrejajo istim zakonom in so opisane z difuzijskim koeficientom D, ki je skalarna količina in je določena s prvim Fickovim zakonom.

Za enodimenzionalno difuzijo ,

kjer je J gostota pretoka atomov ali defektov snovi,
D - koeficient difuzije,
N je koncentracija atomov ali defektov snovi.

Difuzija je proces na molekularni ravni in je določena z naključno naravo gibanja posameznih molekul. Hitrost difuzije je torej sorazmerna s povprečno hitrostjo molekul. Pri plinih je povprečna hitrost majhnih molekul večja, in sicer je obratno sorazmerna s kvadratnim korenom mase molekule in narašča z naraščanjem temperature. Difuzijski procesi v trdnih snoveh pri visokih temperaturah pogosto najdejo praktično uporabo. Na primer, nekatere vrste katodnih cevi (CRT) uporabljajo kovinski torij, razpršen skozi kovinski volfram pri 2000 ºC.

Če je v mešanici plinov ena molekula štirikrat težja od druge, se taka molekula giblje dvakrat počasneje kot se giblje v čistem plinu. Skladno s tem je nižja tudi njegova stopnja difuzije. Ta razlika v hitrosti difuzije lahkih in težkih molekul se uporablja za ločevanje snovi z različnimi molekulskimi masami. Primer je ločevanje izotopov. Če skozi porozno membrano spustimo plin, ki vsebuje dva izotopa, gredo lažji izotopi skozi membrano hitreje kot težji. Za boljše ločevanje se postopek izvaja v več fazah. Ta postopek se je pogosto uporabljal za ločevanje uranovih izotopov (ločevanje 235U, cepljivega pod nevtronskim obsevanjem, od mase 238U). Ker ta metoda ločevanja zahteva veliko energije, so se razvile druge, bolj ekonomične metode ločevanja. Na primer, uporaba toplotne difuzije v plinskem okolju je široko razvita. Plin, ki vsebuje mešanico izotopov, se postavi v komoro, v kateri se vzdržuje prostorska temperaturna razlika (gradient). V tem primeru se težki izotopi sčasoma koncentrirajo v hladnem območju.

Zaključek. Na difuzne spremembe vplivajo:

· molekulska masa snovi (višja kot je molekulska masa, manjša je hitrost);

· povprečna razdalja med trki delcev (daljša kot je dolžina poti, večja je hitrost);

· tlak (večja kot je embalaža delcev, težje se prebijejo),

· temperatura (z naraščanjem temperature se povečuje hitrost).

II.4. Difuzija v neživi naravi.

Ste vedeli, da je vse naše življenje zgrajeno na nenavadnem paradoksu narave? Vsi vemo, da je zrak, ki ga dihamo, sestavljen iz plinov različnih gostot: dušika N2, kisika O2, ogljikovega dioksida CO2 in majhne količine drugih nečistoč. In ti plini morajo biti razporejeni po plasteh, glede na silo gravitacije: najtežji, CO 2, je na sami površini zemlje, nad njim je O 2, še višje pa je N 2. Ampak to se ne zgodi. Obdaja nas homogena mešanica plinov. Zakaj plamen ne ugasne? Konec koncev kisik, ki ga obdaja, hitro izgori? Tukaj, tako kot v prvem primeru, deluje mehanizem poravnave. Difuzija preprečuje neravnovesje v naravi!

Zakaj je morje slano? Vemo, da se reke prebijajo skozi debelino kamnin in mineralov ter izpirajo soli v morje. Kako se mešata sol in voda? To je mogoče pojasniti s preprostim poskusom:

OPIS IZKUŠNJE: V stekleno posodo vlijemo vodno raztopino bakrovega sulfata. Raztopino previdno prelijemo s čisto vodo. Opazujemo mejo med tekočinama.

vprašanje: Kaj se bo čez čas zgodilo s temi tekočinami in kaj bomo opazili?

Sčasoma se bo meja med tekočinama v stiku začela zabrisati. Posodo s tekočino lahko postavite v omaro in dan za dnem lahko opazujete, kako prihaja do spontanega mešanja tekočin. Sčasoma se v posodi oblikuje homogena bledo modra tekočina, ki je na svetlobi skoraj brezbarvna.

Delci bakrovega sulfata so težji od vode, vendar se zaradi difuzije počasi dvigajo navzgor. Razlog je struktura tekočine. Delci tekočine so zapakirani v kompaktne skupine – psevdojedra. Med seboj so ločeni s prazninami - luknjami. Jedra niso stabilna, njihovi delci ne ostanejo dolgo v ravnovesju. Takoj, ko se delcu prenese energija, se delec odcepi od jedra in pade v praznino. Od tam zlahka skoči na drugo jedro itd.

Molekule tujka začnejo svojo pot po tekočini iz lukenj. Na poti trčijo z jedri, iz njih izbijejo delce in zavzamejo njihovo mesto. Ko se premikajo z enega prostega mesta na drugega, se počasi mešajo s tekočimi delci. Vemo že, da je stopnja difuzije nizka. Zato je v normalnih pogojih ta poskus trajal 18 dni, s segrevanjem - 2-3 minute.

Zaključek: V plamenih sonca, življenje in smrt daleč žareče zvezde, v zraku, ki ga dihamo, v vremenskih spremembah, v skoraj vseh fizikalnih pojavih vidimo manifestacijo vsemogočne difuzije!

II.5. Difuzija v živi naravi.

Difuzijski procesi so zdaj dobro raziskani, njihove fizikalne in kemijske zakonitosti so ugotovljene in so povsem uporabni za gibanje molekul v živem organizmu. Difuzija v živih organizmih je neločljivo povezana s plazemsko membrano celice. Zato je treba ugotoviti, kako je strukturiran in kako so značilnosti njegove strukture povezane s transportom snovi v celici.

Plazemska membrana (plazmalema, celična membrana), površinska periferna struktura, ki obdaja protoplazmo rastlinskih in živalskih celic, ne služi le kot mehanska ovira, ampak, kar je najpomembneje, omejuje prosti dvosmerni tok nizko- in visoko- molekularne snovi v celico in iz nje. Poleg tega plazmalema deluje kot struktura, ki "prepozna" različne kemikalije in uravnavanje selektivnega transporta teh snovi v celico

Zunanja površina plazemske membrane je prekrita z ohlapno vlaknato plastjo snovi debeline 3-4 nm - glikokaliksom. Sestavljen je iz razvejanih verig kompleksnih ogljikovih hidratov, membranskih integralnih beljakovin, med katerimi se lahko nahajajo celično izločene spojine beljakovin s sladkorji in beljakovin z maščobami. Tu se nahajajo tudi nekateri celični encimi, ki sodelujejo pri zunajcelični razgradnji snovi (zunajcelična prebava, npr. v črevesnem epiteliju).

Ker je notranjost lipidne plasti hidrofobna, predstavlja praktično neprepustno oviro za večino polarne molekule. Zaradi prisotnosti te pregrade je onemogočeno uhajanje celične vsebine, vendar je bila zaradi tega celica prisiljena ustvariti posebne mehanizme za transport vodotopnih snovi skozi membrano.

Plazemska membrana je tako kot druge lipoproteinske celične membrane polprepustna. Voda in v njej raztopljeni plini imajo največjo prodorno sposobnost. Prenos ionov lahko poteka vzdolž koncentracijskega gradienta, tj. pasivno, brez porabe energije. V tem primeru nekateri membranski transportni proteini tvorijo molekularne komplekse, kanale, skozi katere ioni prehajajo skozi membrano s preprosto difuzijo. V drugih primerih se posebni membranski transportni proteini selektivno vežejo na en ali drug ion in ga prenašajo skozi membrano. Ta vrsta transporta se imenuje aktivni transport in se izvaja s pomočjo beljakovinskih ionskih črpalk. Če na primer porabimo 1 molekulo ATP, sistem črpalke K-Na v enem ciklu črpa 3 ione Na iz celice in črpa 2 iona K proti koncentracijskemu gradientu. V kombinaciji z aktivnim transportom ionov različni sladkorji, nukleotidi in aminokisline prodrejo v plazmalemo. Makromolekule, kot so beljakovine, ne prehajajo skozi membrano. Ti, kot tudi večji delci snovi, se prenašajo v celico z endocitozo. Med endocitozo določeno območje plazmaleme zajame, ovije zunajcelični material in ga zapre v membransko vakuolo. Ta vakuola - endosom - se v citoplazmi spoji s primarnim lizosomom in pride do prebave ujetega materiala. Endocitozo formalno delimo na fagocitozo (privzem velikih delcev s celico) in pinocitozo (privzem raztopin). Plazemska membrana sodeluje tudi pri odstranjevanju snovi iz celice z eksocitozo, procesom, ki je obraten kot endocitoza.

Difuzija ionov v vodnih raztopinah je še posebej pomembna za žive organizme. Nič manj pomembna ni vloga difuzije pri dihanju, fotosintezi in transpiraciji rastlin; pri prenosu kisika iz zraka skozi stene pljučnih mešičkov in njegovem vstopu v kri ljudi in živali. Difuzijo molekularnih ionov skozi membrane doseže električni potencial znotraj celice. Membrane, ki imajo selektivno prepustnost, igrajo vlogo carine pri premikanju blaga čez mejo: nekatere snovi so prepuščene, druge zadržijo, tretje pa so na splošno "izgnane" iz celice. Vloga membran v življenju celic je zelo pomembna. Umirajoča celica izgubi nadzor nad sposobnostjo uravnavanja koncentracije snovi skozi membrano. Prvi znak odmiranja celice je začetek sprememb v prepustnosti in nepravilno delovanje njene zunanje membrane.

Poleg konvencionalnega transporta - kinetičnega procesa prenosa delcev snovi pod vplivom gradientov električnega ali kemičnega potenciala, temperature ali tlaka - poteka aktivni transport tudi v celičnih procesih - gibanju molekul in ionov proti koncentracijskemu gradientu snovi. Ta mehanizem difuzije se imenuje osmoza. (Osmozo je prvi opazil A. Nolle leta 1748, vendar so se raziskave tega pojava začele stoletje pozneje.) Ta proces poteka zaradi različnega osmotskega tlaka v vodna raztopina na nasprotnih straneh biološka membrana Voda pogosto prosto prehaja skozi membrano z osmozo, vendar je membrana lahko neprepustna za snovi, raztopljene v vodi. Zanimivo je, da voda teče proti difuziji te snovi, vendar upošteva splošni zakon koncentracijskega gradienta (v tem primeru vode).

Zato voda stremi iz bolj razredčene raztopine, kjer je njena koncentracija večja, v bolj koncentrirana raztopina snovi, v katerih je koncentracija vode manjša. Ker celica ne more neposredno absorbirati in črpati vode, to počne z osmozo, s čimer spremeni koncentracijo raztopljenih snovi v njej. Osmoza izenači koncentracijo raztopine na obeh straneh membrane. Napeto stanje celične membrane, ki ga imenujemo turgorski tlak, je odvisno od osmotskega tlaka raztopin snovi na obeh straneh celične membrane in od elastičnosti celične membrane, kar imenujemo turgorski tlak (turgor - iz latinščine turgere - biti nabrekel, napolnjen). Značilno je, da je elastičnost membran živalskih celic nizka (razen pri nekaterih celičnih celicah) nimajo visokega turgorskega tlaka in ohranijo celovitost le v izotoničnih raztopinah ali tistih, ki se malo razlikujejo od izotoničnih (razlika med notranjim in zunanjim tlakom je manjša od 0,5); 1.0 zjutraj). V živih rastlinskih celicah je notranji tlak vedno večji od zunanjega, vendar v njih zaradi prisotnosti celulozne celične stene ne pride do pretrganja celične membrane. Razlika med notranjim in zunanjim tlakom v rastlinah (na primer v halofitnih rastlinah - slanoljubnih gobah) doseže 50-100 am. Toda kljub temu je varnostna rezerva rastlinske celice 60-70%. Pri večini rastlin relativni raztezek celične membrane zaradi turgorja ne presega 5-10%, turgorski tlak pa je v območju 5-10 ur. Zahvaljujoč turgorju imajo rastlinska tkiva elastičnost in strukturno trdnost. (Poskusa št. 3, št. 4 to potrjujeta). Vse procese avtolize (samouničenja), venenja in staranja spremlja padec turgorskega tlaka.

Ko govorimo o difuziji v živi naravi, ne moremo mimo absorpcije. Absorpcija je proces sprejemanja različnih snovi iz okolja skozi celične membrane v celice, preko njih pa v notranje okolje telesa. Pri rastlinah je to proces absorpcije vode z v njej raztopljenimi snovmi s koreninami in listi skozi osmozo in difuzijo; pri nevretenčarjih - iz okolja ali votlinske tekočine. Pri primitivnih organizmih pride do absorpcije s pinocitozo in fagocitozo. Pri vretenčarjih lahko pride do absorpcije tako iz votlinskih organov - pljuč, maternice, mehurja kot s površine kože, s površine rane itd. Koža absorbira hlapne pline in hlape.

Največji fiziološki pomen ima absorpcija v prebavilih, ki poteka predvsem v tankem črevesu. Za učinkovit prenos snovi je še posebej pomembna velika površinačrevesne površine in stalno visok pretok krvi v sluznici, zaradi česar se vzdržuje visok koncentracijski gradient absorbiranih spojin. Pri človeku je mezenterični pretok krvi med obroki približno 400 ml / min, na vrhuncu prebave pa do 750 ml / min, pri čemer je glavni delež (do 80%) pretok krvi v sluznici prebavil. . Zaradi prisotnosti struktur, ki povečujejo površino sluznice - krožnih gub, resic, mikrovil, skupna površina absorpcijska površina človeškega črevesja doseže 200 m2.

Raztopine vode in soli lahko difundirajo na obeh straneh črevesne stene, tako v tankem kot debelem črevesu. Njihova absorpcija poteka predvsem v zgornjih delih tankega črevesa. Velik pomen ima transport Na+ ionov v tankem črevesu, zaradi katerega nastajajo predvsem električni in osmotski gradienti. Absorpcija Na+ ionov poteka preko aktivnih in pasivnih mehanizmov.

Če celica ne bi imela sistemov za uravnavanje osmotskega tlaka, bi bila koncentracija topljencev v njej večja od njihove zunanje koncentracije. Potem bi bila koncentracija vode v celici manjša od njene koncentracije zunaj. Posledično bi prišlo do stalnega dotoka vode v celico in njenega razpoka. Na srečo živalske celice in bakterije nadzorujejo osmotski tlak v svojih celicah z aktivnim črpanjem anorganskih ionov, kot je Na. Zato je njihova skupna koncentracija znotraj celice manjša kot zunaj. Na primer, dvoživke preživijo velik del svojega časa v vodi, vsebnost soli v njihovi krvi in ​​limfi pa je večja kot v sladke vode. Organizmi dvoživk skozi kožo nenehno sesajte vodo. Zato proizvajajo veliko urina. Žaba, na primer, če je kloaka povezana, se napihne kot balon. In obratno, če dvoživka zaide v slano morska voda, postane dehidriran in zelo hitro umre. Zato so morja in oceani za dvoživke nepremostljiva ovira. Rastlinske celice imajo toge stene, ki jih ščitijo pred nabrekanjem. Številne praživali se izognejo razpoku vode, ki vstopa v celico, s pomočjo posebnih mehanizmov, ki redno izločajo vstopno vodo.

Tako je celica odprt termodinamičen sistem, ki izmenjuje snov in energijo z okoljem, vendar ohranja določeno konstantnost. notranje okolje. Ti dve lastnosti samoregulirajočega sistema - odprtost in konstantnost - sta izpolnjeni hkrati, metabolizem (metabolizem) pa je odgovoren za stalnost celice. Presnova je regulator, ki prispeva k ohranjanju sistema, zagotavlja ustrezen odziv na vplive okolja. zato nujen pogoj metabolizem je razdražljivost živega sistema na vseh ravneh, ki hkrati deluje kot dejavnik sistematičnosti in celovitosti sistema.

Membrane lahko spremenijo svojo prepustnost pod vplivom kemičnih in fizikalnih dejavnikov, tudi kot posledica depolarizacije membrane, ko električni impulz prehaja skozi nevronski sistem in vpliva nanj.

Nevron je delček živčnega vlakna. Če na enem koncu deluje dražljaj, potem električni impulz. Njegova vrednost je okoli 0,01 V za človeške mišične celice, širi pa se s hitrostjo okoli 4 m/s. Ko impulz doseže sinapso - povezavo med nevroni, ki jo lahko razumemo kot nekakšen rele, ki prenaša signal od enega nevrona do drugega, se električni impulz pretvori v kemični impulz s sproščanjem nevrotransmiterjev - specifičnih vmesnih snovi. Ko molekule takega posrednika vstopijo v vrzel med nevroni, nevrotransmiter z difuzijo doseže konec reže in vzdraži naslednji nevron.

Nevron pa reagira le, če so na njegovi površini posebne molekule - receptorji, ki lahko vežejo samo določen prenašalec in ne reagirajo na drugega. To se ne zgodi samo na membrani, ampak tudi v katerem koli organu, kot je mišica, zaradi česar se skrči. Signali-impulzi skozi sinapse lahko zavirajo ali pospešujejo prenos drugih, zato nevroni opravljajo logične funkcije (»in«, »ali«), kar je N. Wienerju do neke mere služilo kot podlaga za prepričanje, da so računski procesi v možgani živega organizma in v računalnikih sledijo v bistvu istemu vzorcu. Takrat informacijski pristop omogoča enoten opis nežive in žive narave.

Sam proces signala, ki vpliva na membrano, je sestavljen iz spreminjanja njegove visoke vrednosti električni upor, saj je tudi potencialna razlika na njem reda velikosti 0,01 V. Zmanjšanje upora povzroči povečanje impulza električni tok in vznemirjenje se prenaša naprej v obliki živčni impulz, hkrati pa spremeni sposobnost določenih ionov za prehod skozi membrano. Tako se lahko informacije v telesu prenašajo kombinirano s kemičnimi in fizikalnimi mehanizmi, kar zagotavlja zanesljivost in raznolikost kanalov za njihov prenos in obdelavo v živem sistemu.

S procesi celično dihanje Ko se v mitohondrijih celice tvorijo molekule ATP, ki ji zagotavljajo potrebno energijo, so procesi normalnega dihanja živega organizma, ki potrebujejo kisik O2, pridobljen s fotosintezo, tesno povezani. Tudi mehanizmi teh procesov temeljijo na zakonih difuzije. V bistvu so to materialne in energetske sestavine, ki so potrebne za živi organizem. Fotosinteza je proces shranjevanja sončne energije s tvorbo novih vezi v molekulah sintetiziranih snovi. Izhodni snovi za fotosintezo sta voda H 2 O in ogljikov dioksid CO 2. Od teh preprostih anorganske spojine nastanejo kompleksnejši energijsko bogatejši hranila. Molekularni kisik O2 nastaja kot stranski produkt, a za nas zelo pomemben. Primer je reakcija, ki nastane zaradi absorpcije svetlobnih kvantov in prisotnosti pigmenta klorofila, ki ga vsebujejo kloroplasti.

Rezultat je ena molekula sladkorja C 6 H 12 O 6 in šest molekul kisika O 2. Postopek poteka v stopnjah, najprej na stopnji fotolize nastaneta vodik in kisik z cepljenjem vode, nato pa vodik v kombinaciji z ogljikovim dioksidom tvori ogljikov hidrat - sladkor C 6 H 12 O 6. V bistvu je fotosinteza pretvorba sevalne energije sonca v energijo kemične vezi nastajajoče organske snovi. Tako je fotosinteza, pri kateri na svetlobi nastaja kisik O 2, biološki proces, ki živim organizmom zagotavlja brezplačno energijo. Proces normalnega dihanja kot presnovni proces v telesu, povezan s porabo kisika, je obraten od procesa fotosinteze. Oba postopka lahko sledita naslednji verigi:

Sončna energija(fotosinteza)

hranila + (dihanje)

Energija kemičnih vezi.

Končni produkti dihanja služijo kot izhodne snovi za fotosintezo. Tako procesi fotosinteze in dihanja sodelujejo v kroženju snovi na Zemlji. Del sončnega sevanja absorbirajo rastline in nekateri organizmi, ki so, kot že vemo, avtotrofi, tj. samohranjenje (hrana za njih - sončna svetloba). Kot rezultat procesa fotosinteze se avtotrofi vežejo ogljikov dioksid atmosfero in vodo, tvorijo do 150 milijard ton organskih snovi, asimilirajo do 300 milijard ton CO 2 in sprostijo približno 200 milijard ton prostega kisika O 2 letno.

Prejeto organske snovi kot hrano uživajo ljudje in rastlinojede živali, ki se prehranjujejo z drugimi heterotrofi. Rastlinske in živalske ostanke nato razgradijo enostavne anorganske snovi, ki lahko ponovno sodeluje v obliki CO 2 in H 2 O pri fotosintezi. Del nastale energije, vključno s tisto, ki je shranjena v obliki fosilnega energenta, porabijo živi organizmi za porabo, del pa se neuporabno razprši v okolju. Zato je proces fotosinteze zaradi zmožnosti zagotavljanja potrebne energije in kisika na določeni stopnji razvoja zemeljske biosfere katalizator evolucije živih bitij.

Osnova metabolizma v celici so difuzijski procesi, kar pomeni, da se z njihovo pomočjo ti procesi izvajajo na ravni organov. Tako potekajo absorpcijski procesi v koreninskih laskih rastlin, črevesju živali in človeka; izmenjava plinov v ustih rastlin, pljučih in tkivih človeka in živali, procesi izločanja.

Biologi že več kot 150 let proučujejo zgradbo in proučujejo celice, začenši s Schleidenom, Schwannom, Purimejem in Virchowom, ki so leta 1855 ugotovili mehanizem rasti celic z njihovo delitvijo. Ugotovljeno je bilo, da se vsak organizem razvije iz ene same celice, ki se začne deliti in posledično nastanejo številne celice, ki se med seboj opazno razlikujejo. Ker pa se je razvoj organizma sprva začel z delitvijo prve celice, potem na eni od stopenj našega življenjski cikel ohranjamo podobnosti z zelo oddaljenim enoceličnim prednikom in v šali bi lahko rekli, da je bolj verjetno, da izhajamo iz amebe kot iz opice.

Iz celic nastanejo organi, celični sistem pa pridobi lastnosti, ki jih njegovi sestavni elementi nimajo, tj. posamezne celice. Te razlike so posledica nabora beljakovin, ki jih sintetizira določena celica. Razlikujemo mišične celice, živčne celice, krvne celice (eritrocite), epitelne celice in druge, odvisno od njihove funkcionalnosti. Diferenciacija celic poteka postopoma med razvojem organizma. V procesu delitve celic, njihovega življenja in odmiranja, poteka neprekinjeno nadomeščanje celic skozi celotno življenje organizma.

Niti ena molekula v našem telesu ne ostane nespremenjena več kot nekaj tednov ali mesecev. V tem času se molekule sintetizirajo, izpolnjujejo svojo vlogo v življenju celice, se uničijo in nadomestijo druge, bolj ali manj enake molekule. Najbolj neverjetno je, da so živi organizmi kot celota veliko bolj konstantni kot molekule, ki jih sestavljajo, struktura celic in celotnega telesa, sestavljenega iz teh celic, pa ostane nespremenjena v tem neprekinjenem ciklu, kljub zamenjavi posamezne komponente.

Poleg tega ne gre za zamenjavo posameznih delov avtomobila, temveč, kot slikovito primerja S. Rose, karoserijo z opečno zgradbo, »iz katere nori zidar noč in dan neprestano vzame opeko za opeko in vstavlja nove. na svojem mestu. Obenem zunanji videz objekta ostaja enak, material pa se ves čas menja.” Z nekaterimi nevroni in celicami se rodimo, z drugimi pa umremo. Primer je zavest, razumevanje in dojemanje otroka in starega človeka. Vse celice so popolne genetske informacije za izgradnjo vseh beljakovin danega organizma. Shranjevanje in prenos dedne informacije izvajajo z uporabo celičnega jedra.

Zaključek: Vloge prepustnosti plazemske membrane v življenju celice ni mogoče pretiravati. Večina procesov, povezanih z oskrbo celice z energijo, pridobivanjem produktov in odstranjevanjem produktov razpadanja, temelji na zakonih difuzije skozi to polprepustno živo pregrado.

Osmoza- pravzaprav, preprosta difuzija vodo iz krajev z višjo koncentracijo vode v kraje z nižjo koncentracijo vode.

Pasivni transport – gre za prenos snovi z mest z visokim elektrokemijskim potencialom na mesta z nižjo vrednostjo. Prenos majhnih vodotopnih molekul poteka s posebnimi transportnimi proteini. To so posebni transmembranski proteini, od katerih je vsak odgovoren za transport določenih molekul ali skupin sorodnih molekul.

Pogosto je treba zagotoviti transport molekul čez membrano proti njihovemu elektrokemičnemu gradientu. Ta proces se imenuje aktivni prevoz Izvajajo pa ga nosilni proteini, katerih delovanje zahteva energijo. Če povežete nosilni protein z virom energije, lahko dobite mehanizem, ki zagotavlja aktivni transport snovi skozi membrano.

II.6. Uporaba difuzije.

Človek že od pradavnine uporablja difuzijske pojave. Ta postopek vključuje kuhanje in ogrevanje doma. Z difuzijo se srečamo pri toplotni obdelavi kovin (varjenje, spajkanje, rezanje, premazovanje itd.); nanašanje tankega sloja kovin na površino kovinskih izdelkov za povečanje kemične odpornosti, trdnosti, trdote delov in naprav ali za zaščitne in dekorativne namene (galvaniziranje, kromiranje, nikljanje).

Naravni vnetljivi plin, ki ga doma uporabljamo za kuhanje, nima ne barve ne vonja. Zato bi bilo težko takoj opaziti uhajanje plina. In ko pride do puščanja, se plin zaradi difuzije razširi po prostoru. Medtem pa pri določenem razmerju med plinom in zrakom v zaprtem prostoru nastane zmes, ki lahko eksplodira na primer od prižgane vžigalice. Plin lahko povzroči tudi zastrupitev.

Da bi bil tok plina v prostor opazen, se na distribucijskih postajah vnetljiv plin predhodno zmeša s posebnimi snovmi, ki imajo močan neprijeten vonj, ki ga človek zlahka zazna že v zelo nizkih koncentracijah. Ta varnostni ukrep vam omogoča, da hitro opazite kopičenje plina v prostoru, če pride do puščanja.

IN moderna industrija Uporabljajo vakuumsko oblikovanje, metodo izdelave izdelkov iz pločevinastih termoplastov. Izdelek zahtevane konfiguracije dobimo zaradi razlike v tlaku, ki je posledica vakuuma v votlini kalupa, na katerega je pritrjena plošča. Uporablja se na primer pri izdelavi posod, delov hladilnikov in ohišij instrumentov. Zaradi difuzije na ta način je možno variti nekaj, česar sam ne zvari (kovina s steklom, steklo in keramika, kovine in keramika in še marsikaj).

Zaradi difuzije različnih izotopov urana skozi porozne membrane se čisti gorivo za jedrske reaktorje. Včasih se jedrsko gorivo imenuje jedrsko gorivo.

Absorpcija (resorpcija) snovi pri vnosu v podkožje, v mišice ali pri nanosu na sluznico oči, nosu ali kožo sluhovoda poteka predvsem zaradi difuzije. To je osnova za uporabo mnogih zdravilne snovi, v mišicah pa se absorbira hitreje kot v koži.

Ljudska modrost pravi: "Kosite si lase, dokler je rosa." Povejte mi, kaj ima pri tem difuzija in jutranja košnja? Razlaga je zelo preprosta. Ob jutranji rosi imajo trave povečan turgorski tlak, ustja so odprta, stebla pa elastična, kar olajša košnjo (trava, pokošena z zaprtimi ustji, se slabše suši).

V vrtnarstvu se pri brstenju in cepljenju rastlin tvori kalus na odsekih zaradi difuzije (iz latinščine Callus - kalus) - rano tkivo v obliki pritoka na mestih poškodbe in spodbuja njihovo celjenje, zagotavlja zlitje cepiča z podlaga.

Kalus se uporablja za pridobitev izolirane tkivne kulture (eksplantacija). To je metoda dolgotrajnega shranjevanja in gojenja v posebnih hranilnih medijih celic, tkiv, majhnih organov ali njihovih delov, izoliranih iz človeškega telesa, živali in rastlin. Na podlagi metod gojenja kulture mikroorganizmov, ki zagotavljajo asepso, prehrano, izmenjavo plinov in odstranjevanje presnovnih produktov gojenih predmetov. Ena od prednosti metode tkivne kulture je možnost opazovanja vitalne aktivnosti celic z uporabo mikroskopa. Za to rastlinsko tkivo gojijo na hranilnih gojiščih, ki vsebujejo avksine in citokinine. Kalus je običajno sestavljen iz slabo diferenciranih homogenih celic izobraževalnega tkiva, ko pa se spremenijo rastni pogoji, zlasti vsebnost fitohormonov v hranilnem mediju, je v njem možna tvorba floema, ksilema in drugih tkiv, pa tudi razvoj različnih organov. in cela rastlina.

II.7. Zasnova posameznih poskusov.

S pomočjo znanstvene literature sem poskušal ponoviti poskuse, ki so mi bili najbolj zanimivi. Mehanizem difuzije in rezultate teh poskusov sem prikazal v predstavitvi v obliki animacijskih modelov.

IZKUŠNJA 1. Vzemite dve epruveti: eno polovico napolnite z vodo, drugo polovico napolnite s peskom. Vodo nalijemo v epruveto s peskom. Prostornina mešanice vode in peska v epruveti je manjša od vsote prostornin vode in peska.

IZKUŠNJA 2. Dolgo stekleno cev do polovice napolnite z vodo, nato pa na vrh prelijte barvni alkohol. Splošna raven Tekočine v epruveti označite z gumijastim obročkom. Po mešanju vode in alkohola se volumen mešanice zmanjša.

(Poskusa 1 in 2 dokazujeta, da med delci snovi obstajajo vrzeli, ki se med difuzijo napolnijo z delci tuje snovi.)

IZKUŠNJA 3. Vato, navlaženo z amoniakom, pripeljemo v stik z vato, navlaženo z indikatorjem fenolftaleinom. Opazujemo obarvanost flisa v škrlatno barvo.

Zdaj na dno steklene posode položimo vato, navlaženo z amoniakom, in eno, navlaženo s fenolftaleinom. Pritrdite ga na pokrov in s tem pokrovom pokrijte stekleno posodo. Po določenem času se vata, namočena v fenolftalein, začne barvati.

Zaradi interakcije z amoniakom se fenolftalein obarva škrlatno, kar smo opazili ob stiku z vato. Ampak zakaj potem v drugem primeru vata, namočena v fenolftalein. Je tudi pobarvan, ker zdaj flisi niso v stiku? Odgovor: nenehno kaotično gibanje delcev snovi.

IZKUŠNJA 4. Položite ozek trak filtrirnega papirja, namočenega v mešanico škrobne paste in raztopine indikatorja fenolftaleina, vzdolž stene znotraj visoke cilindrične posode. Na dno posode položite kristale joda. Posodo tesno zapremo s pokrovom, iz katerega obesimo vato, namočeno v raztopino amoniaka.

Zaradi interakcije joda s škrobom se po traku papirja dvigne modro-vijolična barva. Hkrati se navzdol širi škrlatna barva - dokaz gibanja molekul amoniaka. Po nekaj minutah se meje barvnih območij papirja srečajo, nato pa se modra in škrlatna barva premešata, to pomeni, da pride do difuzije.[10]

IZKUŠNJA 5.(preživite skupaj) Vzemite uro s sekundnim kazalcem, merilni trak, stekleničko toaletne vode in se postavite v različne kote sobe. Eden zabeleži čas in odpre steklenico. Drugi zabeleži čas, ko zavoha toaletno vodo. Z merjenjem razdalje med eksperimentatorjema ugotovimo stopnjo difuzije. Za natančnost se poskus ponovi 3-4 krat in ugotovi se povprečna vrednost hitrosti. Če je razdalja med eksperimentatorjema 5 metrov, se vonj začuti po 12 minutah. To pomeni, da je difuzijska hitrost v tem primeru 2,4 m/min.

IZKUŠNJA 6. DOLOČANJE VISKOZNOSTI PLAZME Z METODO PLAZMOLIZE (po P.A. Genkelu).

Napredna hitrost konveksna plazmoliza v rastlinskih celicah, ko jih obdelamo s hipertanično raztopino, je odvisna od viskoznosti citoplazme; nižja kot je viskoznost citoplazme, prej konkavna plazmoliza preide v konveksno. Viskoznost citoplazme je odvisna od stopnje razpršenosti koloidnih delcev in njihove hidracije, od vsebnosti vode v celici, od starosti celic in drugih dejavnikov.

Delovni napredek. Naredite tanek rez povrhnjice iz lista aloje ali pa odtrgajte povrhnjico z mehkih lusk čebule. Pripravljene reze obarvamo v urnem steklu 10 minut v nevtralni rdeči raztopini v koncentraciji 1:5000. Nato se deli predmeta položijo na stekelce v kapljico saharoze z nizko koncentracijo in pokrijejo z enim pokrovnim stekelcem. Pod mikroskopom opazimo stanje plazmolize. Najprej opazimo konkavno plazmolizo v celicah. Kasneje se ta oblika ohrani ali pa se z različno hitrostjo spremeni v konveksno obliko. Pomembno je upoštevati čas prehoda iz konkavne v konveksno plazmolizo. Časovno obdobje, v katerem konkavna plazmoliza preide v konveksno plazmolizo, je pokazatelj stopnje viskoznosti protoplazme. Daljši kot je čas prehoda na konveksno plazmolizo, večja je viskoznost plazme. Plazmoliza v celicah čebule se začne hitreje kot v lupini aloje. To pomeni, da je citoplazma celic aloje bolj viskozna.

IZKUŠNJA 7. PLAZMOLIZA. DEPLAZMOLIZA. PRODIRANJE SNOVI V VAKUOLO [2]

Nekatere organske snovi precej hitro prodrejo v vakuolo. V celicah, ko so v raztopinah takšnih snovi, se plazmoliza relativno hitro izgubi in pride do deplazmolize.

Deplazmoliza je ponovna vzpostavitev turgorja v celicah(tj. nasprotni pojav od plazmolize).

Delovni napredek. Dele zgornje povrhnjice obarvanih čebulnih lusk (konkavna stran) damo v kapljico 1 M raztopine rastlinskega gnojila sečnine ali glicerola neposredno na predmetno stekelce in pokrijemo s pokrovom. Po 15-30 minutah se predmeti pregledajo pod mikroskopom. Plazmolizirane celice so jasno vidne. Odseke pustite v kapljici raztopine še 30-40 minut. Nato ponovno pogledajo pod mikroskop in opazujejo deplazmolizo – obnovo turgorja.

Zaključek : Rastline ne morejo jasno nadzorovati količine kemikalij, ki vstopajo v celice in iz njih izstopajo.

III. Zaključek.

Zakoni difuzije urejajo procese fizikalnih in kemičnih gibanj elementov v notranjosti zemlje in vesolja ter vitalne procese celic in tkiv živih organizmov. Difuzija igra pomembno vlogo pri različna področja znanosti in tehnologije, v procesih, ki se dogajajo v živi in ​​neživi naravi. Difuzija vpliva na potek mnogih kemične reakcije, kot tudi številni fizikalno-kemijski procesi in pojavi: membrana, izhlapevanje, kondenzacija, kristalizacija, raztapljanje, nabrekanje, zgorevanje, katalitični, kromatografski, luminescentni, električni in optični v polprevodnikih, moderiranje nevtronov v jedrski reaktorji itd. Difuzija je velikega pomena pri nastajanju dvojne električne plasti na faznih mejah, difuziji in elektroforezi, pri fotografskih postopkih za hitro pridobivanje slik itd. Difuzija služi kot osnova za številne običajne tehnične operacije: sintranje praškov, kemično-termična obdelava. kovin, metalizacija in varjenje materialov, strojenje usnja in krzna, barvanje vlaken, premikanje plinov z difuzijskimi črpalkami. Vloga difuzije se je znatno povečala zaradi potrebe po ustvarjanju materialov z vnaprej določenimi lastnostmi za razvojna področja tehnologije ( jedrska energija, astronavtika, sevanje in plazemsko-kemijski procesi itd.). S poznavanjem zakonitosti difuzije lahko preprečimo neželene spremembe produktov, ki nastanejo pod vplivom visokih obremenitev in temperatur, sevanja in še mnogo, mnogo drugega...

Kakšen bi bil svet brez difuzije? Ustavite toplotno gibanje delcev - in vse okoli bo mrtvo!

Pri svojem delu sem povzela zbrano gradivo na temo povzetka in za njegov zagovor pripravila predstavitev, izdelano v urejevalniku Power Point. Ta predstavitev po mojem mnenju lahko popestri gradivo lekcije o tej temi. Nekatere poskuse, opisane v literaturi, sem ponovil in nekoliko spremenil. večina zanimivi primeri difuzija je predstavljena na predstavitvenih diapozitivih v animacijskih modelih.

IV. Uporabljena literatura:

1. Antonov V.F., Chernysh A.M., Pasechnik V.I., et al.

M., Arktos-Vika-press, 1996

2. Afanasyev Yu.I., Yurina N.A., Kotovsky E.F. in drugi.

M. Medicina, 1999.

3. Alberts B, Bray D, Lewis J, et al. Molekularna biologija celice.

V 3 zvezkih. Zvezek 1. M., Mir, 1994.

4. Velika enciklopedija Cirila in Metoda 2006

5. Varikash V.M. in drugi Fizika v živi naravi. Minsk, 1984.

6. Demyankov E.N. Težave v biologiji. M. Vlados, 2004.

7. Nikolaev N.I. Difuzija v membranah. M. Kemija, 1980, str

8. Peryshkin A.V. Fizika. 7. M. Bustard, 2004.

9. Fizični enciklopedični slovar, M., 1983, str. 174-175, 652, 754

10. Šablovski V. Zabavna fizika. Sankt Peterburg, "trigon" 1997, str.416

11.xttp//bio. fizten/ru./

12.xttp//markiv. narod.ru./

13. “http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%B8%D1%8F” Kategorije: Pojavi na atomski ravni | Termodinamični pojavi | Pojavi prenosa | Difuzija