Мета уроку:

• сформувати в учнів уявлення про явище дифузії;
• показати значення явища дифузії у природі, техніці та побуті.
• допомогти усвідомити масштаби шкоди куріння для здоров'я людини та навколишнього середовища за допомогою фізичних явищ та закономірностей;
• переконати учнів у необхідності здорового способу життя;

Завдання:

Освітні:Сформувати:

• уявлення про дифузію, як про явище змішування речовин, внаслідок руху молекул.
• уявлення про те, що дифузія спостерігається у твердому, рідкому та газоподібному станах речовини;
• уявлення про значення дифузії у природі, у побуті.

Розвиваючі:

• вивчати логічно правильно висловлювати свої думки засобом фізико-математичної мови;
• формувати вміння спостерігати;
• розвивати вміння аналізувати перебіг експерименту, з його основі проводити порівняння, виділяти головне, формулювати логічні висновки;
• розвивати здібності працювати у високому темпі.

Виховні:

• формувати вміння використовувати теоретичні знання розуміння сутності явищ які у природі, у побуті.
• підвищувати рівень екологічного та естетичного виховання учнів.

Обладнання для уроку:чашки Петрі, перманганат калію, пінцети, пластикові склянки, кава, холодна та тепла вода.

Комп'ютер.

Хід уроку

1. Організаційний момент.

Готовність до уроку.

2. Формулювання мети уроку.

Сьогодні ми дізнаємося про дуже цікаве і важливе явище в нашому житті, пов'язане з молекулярною будовою речовини. Явище, з яким ми познайомимося, грає дуже велику роль у живій і неживій природі, у побуті, дізнаємося, чи пов'язане наше здоров'я з поняттям дифузія і як? Це явище ми з вами зустрічаємо на кожному кроці, щодня, не замислюючись про це. А називається це явище "Дифузія".

Відкрийте зошити, запишемо тему та дату уроку.

3. Актуалізація опорних знань.

Згадаймо, що ви вже дізналися про будову речовин на минулих уроках.

Проводиться фронтальне опитування:

Коли виникли перші припущення про будову речовини?

Які досліди підтверджують, що речовини складаються з окремих частинок?

Як змінюється об'єм тіла за зміни відстані між частинками?

Що таке молекула?

Що ви знаєте про розмір молекул?

З яких частинок складаються молекули?

Чи однакові молекули однієї й тієї ж речовини? різних речовин?

4. Новий матеріал

1) Поняття дифузії.

Вчитель: (зачитує уривок із твору Володимира Солоухіна) "Третє полювання".

Про часник.

Багато разів я зустрічав у книгах згадку про часниковий гриб, або, простіше, про часник. Говорилося, що цей гриб має запах часнику і що з нього можна готувати різні приправи та соуси до м'ясних страв.

…Механічно зщипнув я один грибочок, механічно розтер між пальцями, і раптом виразний міцний запах свіжого часнику хмарою розплився між мокрими ялинками, що пахли смолою та хвоєю. Це було так несподівано… З кошика пахло так, ніби там не гриби, а потовчений часник…

…Цього дня я прийшов додому з надзвичайною здобиччю. Страшно було класти гриби на сковорідку. Але всупереч очікуванням вийшла дуже гостра і запашна страва.

Після прочитання уривка запитується: Як ви вважаєте, чому вся їжа пахне часником?

З припущень та відповідей учнів вчитель робить уточнення: Молекули речовин рухаються і проникають один між одним.

Дається визначення дифузії:

Явище, у якому відбувається взаємне проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншого, називається дифузією.

2) причини та закономірності дифузії.

Давайте розглянемо дифузію у газах. Проведемо експеримент. Розпорошуємо у класі дезодорант.

Хлопці, ви відчули запах дезодоранту?

Чому можливе поширення запахів у просторі?

Розповсюдження запахів можливе завдяки руху молекул речовин. Цей рух має безперервний і безладний характер. Зіткнувшись з молекулами газів, що входять до складу повітря, молекули дезодоранту багато разів змінюють напрямок свого руху і, безладно переміщаючись, розлітаються по всій кімнаті.

Зробіть, будь ласка, висновок про причину дифузії.

Причина дифузії: молекули речовини перебувають у безперервному та безладному русі.

Давайте запишемо це твердження у зошит.

Ми спостерігали процес дифузії у газах. А чи можлива дифузія у рідинах?

На ваших столах стоять чашки Петрі із водою. Киньте кілька кристаликів перманганату калію у воду. Не забуваємо про техніку безпеки: уникайте контакту шкіри та слизових оболонок з кристалами перманганату калію.

Що ви спостерігаєте?

Чи швидко розчиняються кристали марганцівки? Чому?

Завдяки чому відбувається розчинення кристаликів марганцівки у воді?

Чи можливий процес дифузії у твердих тілах?

Наведу приклад. Якщо відшліфовані пластини свинцю і золота покласти одна на одну і стиснути вантажем, то при звичайній кімнатній температурі (близько 20 ° С) за 5 років золото і свинець взаємно проникнуть одна в одну на відстань близько 1 мм.

Який висновок можна зробити за наведеним прикладом?

Дифузія у твердих тілах відбувається надзвичайно повільно.

Як ви вважаєте, чому?

Давайте подивимося як протікає дифузія у твердих тілах у природі.

Який висновок можна зробити за результатами розгляду дифузії у газах, рідинах та твердих тілах?

Молекули речовин що у будь-якому агрегатному стані, безперервно рухаються, тобто. дифузія відбувається і в газах, і рідинах, і в твердих тілах.

А що можна сказати про швидкість протікання дифузії у різних агрегатних станах речовини?

Молекули газів вільні, оскільки відстань між молекулами набагато більше розмірів молекул, рухаються з великими швидкостями. Молекули рідин розташовані так само безладно, як і в газах, але значно щільніше один до одного і тому взаємодіють один з одним сильніше, ніж у газах. Кожна молекула, перебуваючи серед сусідніх молекул, ніби тупцює одному місці і повільно переміщається всередині рідини. Молекули твердих речовин розташовані у строгому порядку, утворюючи просторові ґрати, чим забезпечується збереження форми та об'єму твердого тіла. Частинки твердого тіла роблять коливання біля положення рівноваги, що залишається незмінним дуже тривалий час. Найбільш швидко дифузія відбувається в газах, повільніше в рідинах і найповільніше в твердих тілах.

Таким чином, ми познайомилися з однією із закономірностей дифузії:

1. Дифузія протікає в речовинах, що у різних агрегатних станах, але з різною швидкістю. Найбільш швидко дифузія відбувається в газах, повільніше в рідинах і найповільніше в твердих тілах.

Запишіть це твердження в зошит.

Проведемо ще один досвід:

У дві однакові склянки налийте однакову кількість води, але різної температури . Пам'ятайте про техніку безпеки.

Киньте в склянки кілька крупинок розчинної кави. Поспостерігаєте, що відбувається.

Чи має місце явище дифузії? Чому?

Що ви можете сказати про швидкість протікання дифузії у склянці з холодною водою та теплою водою?

Швидкість дифузії збільшується зі зростанням температури, оскільки молекули тіл, що взаємодіють, починають рухатися швидше.

Процес дифузії проходить швидше зі збільшенням температури тіл.

Запишіть це твердження у зошит.

3. Застосування дифузії.

Повідомлення учнів:

1. Роль дифузії у травленні та диханні людини . (Кривоносова А)

Презентації:

1. « Роль дифузії у травленні та диханні людини»

Процес всмоктування поживних речовин у кишечнику можливий завдяки дифузії.

А як же дихає людина? У людини в диханні бере участь вся поверхня тіла - від товстого епідермісу п'ят до покритої волоссям шкіри голови. Особливо інтенсивно дихає шкіра на грудях, спині та животі. Цікаво, що з інтенсивності дихання ці ділянки шкіри значно перевершують легкі. З однакової за розміром дихальної поверхні тут може поглинатися кисню на 28%, а виділятися вуглекислого газу навіть на 54% більше, ніж у легенях. Однак у всьому дихальному процесі участь шкіри мізерна в порівнянні з легенями, тому що загальна площа поверхні легень, якщо розгорнути всі 700 млн. альвеол, мікроскопічних бульбашок, через стінки яких відбувається газообмін між повітрям і кров'ю, становить близько 90-100 квадратних метрів, а загальна площа поверхні шкіри людини близько 2 квадратних метрів, тобто у 45-50 разів менше.

Завдяки дифузії кисень з легенів проникає в кров людини, а з крові - у тканини.

2. Застосування дифузії у медицині. Апарат «штучна нирка»

Більше 30 років тому німецький лікар Вільям Кольф застосував апарат «штучна нирка». З того часу він застосовується: для невідкладної хронічної допомоги при гострій інтоксикації; для підготовки хворих із хронічною нирковою недостатністю до трансплантації нирок; для тривалого (10-15 років) життєзабезпечення хворих із хронічним захворюванням нирок.

Застосування апарату «штучна нирка» стає більшою мірою терапевтичною процедурою, апарат застосовується як у клініці, так і в домашніх умовах. За допомогою апарату проводилася підготовка реципієнта до першої у світі успішної трансплантації нирки, проведеної 1965 р. академіком Б.В. Петровським.

Апарат є гемодіалізатором, в якому кров стикається через напівпроникну мембрану з сольовим розчином. Внаслідок різниці осмотичних тисків з крові в сольовий розчин крізь мембрану проходять іони та молекули продуктів обміну (сечовина, сечова кислота), а також різні токсичні речовини, що підлягають видаленню з організму. Апарат є системою з плоских каналів, розділених тонкими целофановими мембранами, якими зустрічними потоками повільно рухаються кров і діалізат – сольовий розчин, збагачений газовою сумішшю CO2 + О2 Апарат підключається до кровоносної системи хворого. Цим досягається очищення крові від азотистих шлаків за недостатньої функції нирок, тобто. здійснюється регулювання хімічного складу крові.

3. Шкідливий прояв дифузії (Рідкозубов А)

Презентація «Шкідливий прояв дифузії»

Димові труби підприємств викидають в атмосферу вуглекислий газ, оксиди азоту та сірки. Надлишок вуглекислого газу в атмосфері небезпечний для живого світу Землі, порушує кругообіг вуглецю в природі, призводить до утворення кислотних дощів. Процес дифузії грає велику роль забруднення річок, морів і океанів. Річний скидання виробничих та побутових стоків у світі дорівнює приблизно 10 трильйонів тонн.

Забруднення водойм призводить до того, що в них зникає життя, а воду, що використовується для пиття, доводиться очищати, що дуже дорого. Крім того, у забрудненій воді відбуваються хімічні реакції із виділенням тепла. Температура води підвищується, причому знижується вміст кисню у воді, що погано для водних організмів. Через підвищення температури води багато річок тепер взимку не замерзають.

Для зниження викиду шкідливих газів із промислових труб, труб теплових електростанцій встановлюють спеціальні фільтри. Для попередження забруднення водойм необхідно слідкувати за тим, щоб поблизу берегів не викидалося сміття, харчові відходи, гній, різноманітні хімікати.

Курці щорічно "викурюють", тобто викидають в атмосферу 720 тонн синильної кислоти, 384000 тонн аміаку, 108000 тонн нікотину, 600000 тонн дьогтю і більше 550000 тонн чадного газу. окутовуючи Землю, затримує ультрафіолетові промені. У середньому 25% всіх видів речовин, що містяться в тютюнові, згоряється і руйнується в процесі куріння;

Температура тютюнового диму на 35-40 градусів вище за температуру повітря, що надходить у рот при курінні, що викликає в роті досить різкий перепад температур. Під час куріння однієї сигарети відбувається 15-20 таких перепадів, що погано відбивається на стані зубної емалі: вона тріскається. Саме тому зуби курців руйнуються раніше, ніж зуби некурців. У газовій фракції тютюнового диму знаходиться газоподібний дьоготь, який за охолодженні перетворюється на рідкий стан, тобто. конденсується. При цьому він осідає на пальцях рук, зубах, стінках повітроносних шляхів, легень, потрапляє у шлунок. При викурюванні однієї пачки цигарок курець виготовляє близько 1 грама рідкого дьогтю.

Вчитель: (висновок)

Ми бачимо, наскільки велике значення дифузії в неживій природі, а існування живих організмів було б неможливим, якби не було цього явища. На жаль, доводиться боротися з негативним проявом цього явища, але позитивних чинників набагато більше і тому говоримо про величезне значення дифузії в природі.

5. Закріплення

ТестРоздрукований на аркушах для кожного (5 хв)

1. Яке з наведених нижче тверджень є вірним?

А) лише гази складаються з молекул

Б) лише рідини складаються з молекул

В) всі тіла складаються з молекул

2. У яких тілах дифузія, за однакових температур, відбувається швидше?

А) у газах

Б) у рідинах

В) у твердих тілах

3. Що доводить процес дифузії?

А) що молекули взаємодіють між собою

Б) що молекули складаються з атомів

В) що молекули безперервно хаотично рухаються

4. Як залежить швидкість перебігу дифузії від температури?

а) не залежить

Б) чим нижча температура речовини, тим менша швидкість

В) чим вища температура речовини, тим менша швидкість

5. Яке явище доводить рух молекул речовин

А) броунівський рух

Б) механічний рух

В) серед відповідей немає вірної

6. Домашнє завдання: параграф 9, завдання №2.

Для допитливих – параграф 1 на стор. 172.

Дифузія у житті досить поширена. але ми навіть не думаємо про це.

Приклади дифузії у житті

Дифузія це проникнення молекул однієї речовини в проміжки молекул іншої речовини.

Явище дифузії грає велику роль життя людини. Кисень повітря проникає в кров'яні капіляри легень шляхом дифузії через стінки альвеол, а потім розчиняючись у них, розноситься по всьому організму, збагачуючи його киснем.

Явище дифузії можна спостерігати вдома досить часто:

• коли користуємося аромолампою з ефірними оліями або спреями для тіла або для ніг, духами,
• коли розпорошуємо засоби для знищення у приміщенні комарів та мух,
• коли щось склеюємо
• коли п'ємо чай чи каву. У кухлі чай із цукром та шматочком лимона. Ми перемішуємо гарячою водою ложечкою — це прискорює процес проникнення молекул цукру і лимона між молекулами води.

Приклади дифузії у природі

Завдяки дифузії комахи за багато кілометрів нюхають аромат квітів і прилітають для збирання нектару, одночасно запилюючи рослини. За запахами тварини знаходять свою жертву або споріднених особин.

Декілька слів про травлення людини Найбільше всмоктування поживних речовин відбувається в тонких кишках, стінки яких спеціально для цього пристосовані. Площа внутрішньої поверхні кишечника людини дорівнює 0,65 квадратних метрів. Вона вкрита ворсинками - мікроскопічними утвореннями слизової оболонки висотою 0,2-1 мм, рахунок чого площа реальної поверхні кишечника сягає 4-5 квадратних метра, тобто. досягає у 2-3 рази більше площі поверхні всього тіла. Процес всмоктування поживних речовин у кишечнику можливий завдяки дифузії.

Дихання - перенесення кисню з навколишнього середовища всередину організму крізь його покриви - відбувається тим швидше, чим більша площа поверхні тіла та навколишнього середовища, і тим повільніше, чим товщі і щільніші покриви тіла. Звідси зрозуміло, що малі організми, які мають площі поверхні великі проти обсягом тіла, можуть обходитися зовсім без спеціальних органів дихання, задовольняючись припливом кисню виключно через зовнішню оболонку (якщо вона досить тонка і зволожена). У більших організмів дихання через шкіру може бути більш менш достатнім тільки за умови, що покриви надзвичайно тонкі (земноводні); при грубих покривах потрібні спеціальні органи дихання. Основні фізичні вимоги до цих органів – максимум поверхні та мінімум товщини, висока зволоженість покривів. Перше досягається численними розгалуженнями або складками (легеневі альвеоли, бахромчаста форма зябер).

А як же дихає людина? У людини в диханні бере участь вся поверхня тіла - від товстого епідермісу п'ят до покритої волоссям шкіри голови. Особливо інтенсивно дихає шкіра на грудях, спині та животі. Цікаво, що з інтенсивності дихання ці ділянки шкіри значно перевершують легкі. З однакової за розміром дихальної поверхні тут може поглинатися кисню на 28%, а виділятися вуглекислого газу навіть на 54% більше, ніж у легенях. Однак у всьому дихальному процесі участь шкіри мізерна в порівнянні з легенями, тому що загальна площа поверхні легень, якщо розгорнути всі 700 млн. альвеол, мікроскопічних бульбашок, через стінки яких відбувається газообмін між повітрям і кров'ю, становить близько 90-100 квадратних метрів, а загальна площа поверхні шкіри людини близько 2 квадратних метрів, тобто у 45-50 разів менше.

Роль дифузії у харчуванні рослин.

Основну роль дифузійних процесах у живих організмах грають мембрани клітин, які мають виборчої проникністю. Проходження речовин через мембрану залежить від:

• * Розмірів молекул;
• * Електричного заряду;
• * Від присутності та числа молекул води;
• * Від розчинності цих частинок у жирах;
• * Від структури мембрани.

Існує дві форми дифузії: а) діаліз – це дифузія молекул розчиненої речовини; б) осмос – це дифузія розчинника через напівпроникну мембрану. У ґрунтових розчинах містяться мінеральні солі та органічні сполуки. Вода з ґрунту потрапляє в рослину шляхом осмосу через напівпроникні мембрани кореневих волосків. Концентрація води в ґрунті виявляється вищою, ніж усередині кореневих волосків, тому відбувається дифузія із зони з більшою концентрацією в зону з меншою концентрацією. Потім концентрація води в цих клітинах стає вищою ніж у вищележачих - виникає кореневе тиск, що зумовлює висхідний струм соку по корінням і стеблі, а втрата води листям забезпечує подальше поглинання води.

Мінеральні речовини в рослину надходять: шляхом дифузії; б) іноді шляхом активного перенесення проти градієнта концентрації, що супроводжується витратою енергії. Розрізняють також тургорний тиск - це тиск, який чиниться вмістом клітини на клітинну стінку. Воно майже завжди нижче за осмотичний тиск клітини соку, т.к. зовні знаходиться не чиста вода, а сольовий розчин. Значення тургорного тиску:

• - Збереження форми рослинного організму;
• - Забезпечення зростання в молодих клітинах рослин;
• - збереження пружності рослин (демонстрація рослин кактусу та алое);
• - формоутворення за відсутності арматурної тканини (демонстрація помідора);

Говорячи про значення осмосу для живих організмів, ми можемо зупинитися на плазмолизе.

Плазмоліз.

Якщо концентрація солей у рідині, що омиває клітину, вища, ніж у клітинному соку, як, наприклад, при зануренні листа салату в концентрований сольовий розчин, то вода клітинного соку дифундує з клітини, переміщаючись із зони з більшою концентрацією води в зону з меншою її концентрацією , Нарешті, вміст клітини втрачає здатність чинити тиск на клітинну стінку, іншими словами, тургорний тиск знижується до нуля і салат в'яне (демонстрація). Коли внаслідок втрати води об'єм клітинного соку зменшується, цитоплазма клітини не виявляється більш притиснутою до целюлозної клітинної стінки. Натомість цитоплазма відстає від клітинної стінки, зазнаючи процес плазмолізу. Рослинні клітини, які надто довго перебувають у сольовому розчині високої концентрації, гинуть. Якщо після короткочасного вмісту в такому розчині клітини перенести в чисту воду, то вони можуть відновити свою тургенцентність.

Тургорний тиск робить рослинну клітину твердою, здатною відновлюватися після деформації під дією будь-якої зовнішньої сили.

Плазмоліз є оборотним процесом. Зворотний процес називається деплазмолізом, це властивість плазматичної мембрани.

Таким чином, дифузія має велике значення у процесах життєдіяльності людини, тварин та рослин. Завдяки дифузії кисень з легенів проникає в кров людини, а з крові - у тканини.

Окрім широкого прояву дифузії у житті живих організмів застосовується у повсякденному житті та промисловості.

Якщо дві речовини розділені напівпроникною перегородкою (мембраною), дифузія протікає одному напрямку. Це називається осмосом.

Осмос від грецької – поштовх, тиск. При осмосі відбувається вирівнювання концентрацій розчину з обох боків мембрани, що пропускає малі молекули розчинника, але не пропускала більші молекули розчиненої речовини. Осмос протікає від чистого розчинника до розчину або розведеного розчину до концентрованого. Вперше осмос спостерігав французький хімік Нолле у 1748 р.

Перенесення молекул розчинника зумовлене осмотичним тиском або дифузійним. Це термодинамічний параметр, що характеризує прагнення розчину зниження концентрації при зіткненні з чистим розчинником.

Осмотичний тиск обумовлено зниженням хімічного потенціалу розчинника у присутності розчиненої речовини. Осмотичний тиск у гранично розведених розчинах не залежить від природи розчинника та розчинених речовин; при постійній температурі воно визначається лише кількістю часток. Перші виміри осмотичного тиску зробив німецький ботанік Пфеффер у 1877 р., досліджуючи водні розчини цукру.

Розчини з однаковим осмотичним тиском називають ізоосмотичні. Так, різні кровозамінники та фізіологічні розчини ізоосмотичні щодо внутрішніх рідин організму. Якщо один розчин у порівнянні з іншим має більш високий осмотичний тиск, його називають гіпертонічним, а має нижчий осмотичний тиск - гіпотонічним,

Сторінка 1

Муніципальний загальноосвітній заклад

Ремонтненська середня загальноосвітня школа №2

Дифузія в природі та житті людини

(експериментально-дослідницька робота)

с. Ремонтне

	Вступ	3
§1	Явище «дифузія», його суть	4
§2	Осмос та діаліз - форми прояву дифузії	5
§3	Роль дифузії у природі	6
§4	Вплив дифузії на життєдіяльність людини	8
§5	Шкідливий прояв дифузії	9
	Висновок	10
	Список літератури	11

Вступ

Дифузія грає величезну роль у природі, у побуті людини та в техніці. Дифузійні процеси можуть як позитивний, і негативний впливом геть життєдіяльність людини і тварин. Однак, не у всіх людей є достатнє уявлення про перебіг цього явища.

Актуальністьроботи полягає в тому, що вивчення впливу дифузії на життєдіяльність рослин, тварин та людини розширить спектр наших знань про живу природу, продемонструє тісний зв'язок фізики, біології, екології, медицини.

Об'єкт дослідження- явище дифузії .

Предмет дослідження -вплив явища дифузії на процеси, які у природі, і пов'язані з життєдіяльністю людини.

Ціль:розглянути роль дифузії у природі та життєдіяльності людини, довести загальну значущість цього явища.

Завдання:

1. Вивчити матеріал про роль дифузії у природі та життєдіяльності людини.

2. Провести деякі досліди, що характеризують закономірності перебігу дифузії.

3. Проаналізувати отриману інформацію про явище дифузії, і навіть визначити ступінь значимості цього явища для рослин, тварин, людини.

Методи:

1. Вивчення літературних та інших інформаційних джерел.

2.Аналіз та обробка матеріалу про значущість явища дифузії.

3. Проведення експериментів.

§1 Явище «дифузія», його сутність

Дифузія (від лат. Diffusio – поширення, розтікання, розсіювання) – це явище, при якому відбувається взаємне проникнення молекул однієї речовини між молекулами іншої.

Явище дифузії ми спостерігаємо щодня: чи наливаємо заварку чаю в окріп, чи готуємо фарбуючий розчин. І навіть коли згоряє щось на плиті, а запах відчувається у всьому будинку, ми знову стикаємося з явищем дифузії.

Виникає питання, чому запах у кімнаті поширюється не миттєво, а через деякий час. Справа в тому, що руху пахучої речовини у певному напрямку заважає рух молекул повітря. Молекули (духів або нафталіну) на своєму шляху стикаються з молекулами газів, що входять до складу повітря. Вони постійно змінюють напрямок руху і, безладно переміщаючись, розлітаються по кімнаті.

Так як частинки рухаються і в газах, і рідинах, і в твердих тілах, то у всіх цих речовинах можлива дифузія. Проте швидкість перебігу даного явища їм різна. Для підтвердження цього факту було проведено експеримент. Одночасно вчинили три дії: розрізали апельсин, опустили в склянку пакетик чаю та на зріз сирої картоплини насипали кілька кристаликів марганцівки. В результаті спостережень було встановлено, що запах апельсина поширився по кімнаті за кілька секунд, трохи більше знадобилося часу для того, щоб чай пофарбував воду, а молекули перманганату калію лише на кілька міліметрів дифундували в картоплю за кілька годин. Отримані результати свідчать, що дифузія протікає швидше в газах, трохи повільніше в рідинах і дуже повільно в твердих тілах. Справа в тому, що в газах і рідинах основний вид теплового руху частинок призводить до їх перемішування, а в твердих тілах, кристалах, де атоми здійснюють малі коливання біля положення вузла грати, немає.

Процес дифузії пришвидшується із підвищенням температури. Звернемося до досвіду. У дві склянки налили воду, але в одну холодну, а в іншу – гарячу. Опустили одночасно у склянки пакетики із чаєм. Неважко помітити, що у гарячій воді чай швидше забарвлює воду, дифузія протікає швидше. Це тому, що з підвищенням температури збільшується швидкість руху молекул. Тому, перш ніж зробити укол пацієнтові, холодний розчин з ін'єкцією лікар трохи нагріває до температури, близької до температури людини.
§2 Осмос та діаліз - форми прояву дифузії

У світі живих організмів дифузія проявляється у двох формах – діалізі та осмосі. Діаліз називається дифузія молекул розчиненої речовини, а осмосом - дифузія розчинника через напівпроникну мембрану.

Основну роль для дифузійних процесів у живих організмах відіграють мембрани, що знаходяться на поверхні клітин, клітинних ядер і вакуолей і мають вибіркову проникність. Проходження речовини через мембрану залежить від розмірів та деяких інших фізичних властивостей молекул розчинника, а також від властивостей самої мембрани.

Якщо мішечок з пергаменту заповнити розчином цукру або солі і помістити в посудину з водою, то молекули розчиненої речовини будуть дифундувати через стінки мішечка, поки їхня концентрація в мішечку і в посудині з водою не стане однаковою. І тут ми можемо говорити, що пори мембрани досить великі проходження них молекул розчиненої речовини. Цей метод – діаліз– часто застосовують для одержання чистих препаратів білків та інших сполук.

Діаліз також використовується в апараті "штучна нирка". Апарат є гемодіалізатором, в якому кров стикається через напівпроникну мембрану з сольовим розчином. З крові в сольовий розчин крізь мембрану проходять іони та молекули продуктів обміну (сечовина, сечова кислота), а також різні токсичні речовини, що підлягають видаленню з організму. Апарат є системою з плоских каналів, розділених тонкими целофановими мембранами, за якими зустрічними потоками повільно рухаються кров і сольовий розчин, збагачений газовою сумішшю CO 2 + О 2 .Апарат підключається до кровоносної системи хворого за допомогою катетерів. Діаліз триває 4-6 год. Цим досягається очищення крові від азотистих шлаків за недостатньої функції нирок, тобто. здійснюється регулювання хімічного складу крові.

Якщо взяти мішечок з дрібнішими порами, що пропускають тільки молекули розчинника, (наприклад, води), але не пропускають молекул цукру, то молекули води дифундувати в мішечок, збільшуючи обсяг розчину в ньому. У цьому випадку ми говоримо про осмос. Вперше осмосспостерігав А. Нолле в 1748, проте дослідження цього явища було розпочато через сторіччя. Явище осмосу спостерігається в тих середовищах, де рухливість розчинника більша за рухливість розчинених речовин. Осмос зберігає всередині клітини білки, такі важливі для біологічних процесів живих організмів.

§3 Роль дифузії у природі

Явище дифузії грає велику роль природі. Так, наприклад, завдяки дифузії підтримується однорідний склад атмосферного повітря поблизу Землі. Нижній шар атмосфери – тропосфера – складається із суміші газів: азоту, кисню, вуглекислого газу та пари води. За відсутності дифузії відбулося б розшарування під впливом сили тяжкості: унизу виявився б шар важкого вуглекислого газу, з нього – кисень, вище – азот та інертні гази.

К.А. Тимірязєв ​​говорив: «Чи говоритимемо про харчування кореня за рахунок речовин, що знаходяться в грунті, чи говоритимемо про повітряне харчування листя за рахунок атмосфери або харчування одного органу за рахунок іншого, сусіднього, – скрізь для пояснення ми будемо вдаватися до тих же причин : дифузія».

Справді, у рослинному світі також велика роль дифузії. Наприклад, великий розвиток листової крони дерев пояснюється тим, що дифузійний обмін крізь поверхню листя виконує не тільки функцію дихання, але частково і живлення. В даний час широко практикується позакореневе підживлення плодових дерев шляхом обприскування їх крони. Завдяки дифузії рослина отримує мінеральні речовини та воду із ґрунту.

Без цього явища не було б і тваринного світу. Дифузія впливає як на фізіологічні процеси, які у організмі тварин: як-от, наприклад, регуляція сольового балансу. Завдяки дифузії вони знаходять собі їжу. Акули, наприклад, відчувають запах крові на відстані кількох кілометрів. Метелики, пурхаючи між рослинами, завжди знаходять дорогу до гарної квітки. Бджоли, виявивши солодкий об'єкт, штурмують його своїм роєм.

Велику роль відіграють дифузні процеси у постачанні природних водойм та акваріумів киснем. Кисень потрапляє у більш глибокі шари води у стоячих водах рахунок дифузії через їх вільну поверхню. Щоб вивчити, як різні речовини на поверхні води впливають на швидкість випаровування води і зробити висновок про швидкість протікання дифузії, було зроблено такий досвід.

У тарілки була налита вода однакової маси та однакової температури (37 градуси), потім в одну тарілку був налитий бензин (5 мл), в другу – гас (5мл), у третю – олію (5 мл), у четвертій вода залишалася чистою. . Рослинна олія у нашому досвіді імітувала нафту. Засікався час, через кожні 15 хвилин знімалися показання термометрів, поміщених у всі рідини. Результати вимірювань зафіксовано у таблиці.

Час	Температура чистої води, 0	Температура води з бензином, 0С	Температура води з гасом, 0 С	Температура води з олією, 0 С
14:15	37	37	37	37
14:30	33	34	34	35
14:45	30	32	32	33
15:00	26	28	28	31

При випаровуванні з води вилітають окремі молекули. Оскільки вода, покрита плівкою бензину, гасу і олії, остигає повільніше, можна судити у тому, як і молекулам кисню важче проникнути у воду: риби та інші водяни відчувають нестачу кисню і можуть навіть загинути.

Таким чином, наявність різних речовин на поверхні води порушує процеси дифузії та може призвести до небажаних екологічних наслідків.

Тому небажані будь-які обмеження вільної поверхні води. Так, наприклад, листя або ряска, що покривають поверхню води, можуть зовсім припинити доступ кисню до води та призвести до загибелі її мешканців. З цієї ж причини судини з вузьким горлом непридатні для використання як акваріум.

§4 Вплив дифузії на життєдіяльність людини

На явище дифузії засновані багато фізіологічних процесів, що відбуваються в організмі людини: такі як дихання, всмоктування поживних речовин у кишечнику та ін. Ми можемо захистити себе від багатьох хвороб шляхом прийому ліків, які засвоюються організмом також завдяки дифузії.

Дифузія знаходить широке застосування у різних сферах діяльності. На цьому явищі засноване дифузійне зварювання металів. Деталі поміщають у закриту зварювальну камеру із сильним розрядженням, здавлюють та нагрівають до 800 градусів. У цьому відбувається інтенсивна взаємна дифузія атомів матеріалів. Дифузійне зварювання застосовується в основному в електронній та напівпровідниковій промисловості, точному машинобудуванні.

Явище дифузії використовується також для отримання цукрового соку з бурякової стружки, що нагрівається разом із водою.

Людина навчилася використовувати властивості дифузії та задля забезпечення власної безпеки. Природний горючий газ, яким ми користуємось вдома, не має ні кольору, ні запаху. При витоку помітити його неможливо, тому на розподільчих станціях газ змішують з особливою речовиною, що має різкий, неприємний запах, який легко відчувається людиною.
§5 Шкідливий прояв дифузії

На жаль, внаслідок розвитку людської цивілізації виявляється негативний вплив на природу та процеси, що протікають у ній. Процес дифузії грає велику роль забруднення річок, морів, океанів. Забруднення водойм призводить до того, що в них зникає життя. Крім того, у забрудненій воді відбуваються хімічні реакції із виділенням тепла. Температура води підвищується, причому знижується вміст кисню у воді, що погано для водних організмів.

Внаслідок явища дифузії повітря забруднюється відходами різних фабрик, вихлопними газами, через нього шкідливі відходи життєдіяльності людини проникають у ґрунт, воду, а потім надають шкідливий вплив на життя та функціонування тварин та рослин.

Висновок

Виходячи з вище викладеного, можна дійти невтішного висновку у тому, що явище дифузії одна із головних загальних умов життєдіяльності рослин, тварин і людини. Без цього явища життя Землі було б неможливе.

Людині немає необхідності щось спеціально робити для покращення перебігу явища дифузії в живій природі. Просто треба виключити забруднення навколишнього середовища своєю діяльністю, тому що з вини людини це явище відіграє помітну роль у забрудненні річок, морів та океанів, ґрунту та атмосфери Землі.

У полум'ї Сонця, у житті та смерті далеких зірок, у повітрі, яким ми дихаємо, всюди ми бачимо прояв всемогутньої та універсальної дифузії.

Список літератури

1. Алексєєв С.В., Груздєва М.В., Муравйов А.Г., Гущина Е.В. Практикум з екології. М. АТ МДС, 1996

2. Перишкін А.В.Фізика 7 клас. - М.: Дрофа, 2005. - 189 с.

3. Прохоров А.М. Фізичний енциклопедичний словник. 1995 р.

4. Риженков А. П. Фізика Людина Навколишнє середовище. - М: Просвітництво,1996. - 48 с.

5.Шахмаєв Н.М. та ін.Фізика 7.М.:Мнемозіна,2007.

6. Енциклопедія для детей.Т.19. Екологія: У 33 т./гол. ред. Володін В. А. - М.: Аванта +, 2004 - 448 с.

7. http://www.Wikipedia.org

сторінка 1

Увага! Адміністрація сайту сайт не несе відповідальності за зміст методичних розробок, а також за відповідність розробці ФГОС.

• Учасник: Багірова Ельміра Іскендеркізи
• Керівник: Жукова Наталія В'ячеславівна

Мета: розширити знання про дифузію, пояснити фізичну природу явища дифузії, підтвердити теоретичні факти досвідченими результатами, узагальнити набуті знання та зробити висновки

Ціль:розширити знання про дифузію, пояснити фізичну природу явища дифузії, підтвердити теоретичні факти досвідченими результатами, узагальнити набуті знання та зробити висновки

Дифузія – це взаємне проникнення однієї речовини між молекулами іншої.

Велику роль життя живої природи грають дифузійні процеси, що визначають нормальний обмін речовин між організмом і середовищем, і навіть між різними частинами самого організму. Харчування та дихання – типові дифузійні процеси. У процесі дихання відбувається дифузія кисню Про 2 і вуглекислого газу 2 через стінку легеневої бульбашки. Для розуміння цих процесів необхідно враховувати умови, що забезпечують або утруднюють дифузію. Так, дихання – дифузія кисню з навколишнього середовища всередину організму крізь його покриви – відбувається тим швидше, чим більша поверхня зіткнення тіла та навколишнього середовища, і тим повільніше, чим товщі та щільніші покриви тіла. Звідси зрозуміло, що малі організми, у яких розміри поверхні великі порівняно з об'ємом тіла, можуть обходитися зовсім без спеціальних органів дихання, задовольняючись припливом кисню виключно через зовнішню оболонку (якщо вона досить тонка та зволожена). У організмів більших дихання через шкіру може виявитися більш менш достатнім лише за умови, якщо покриви надзвичайно тонкі (земноводні); при грубих покривах потрібні спеціальні органи дихання. Основні фізичні вимоги до цих органів – максимум поверхні та мінімум товщини та зволоженість покриву.

Безперечно, аналізуючи цей аспект життєдіяльності всіх живих істот, дифузія грає величезну роль.

Проведемо низку дослідів, що доводять практичну значущість дифузії.

«Дифузія у рідинах»

(Підручник «Фізика. 7 клас» А.В. Перишкін, Дрофа, 2012. Параграф 10, «Дифузія в газах, рідинах і твердих тілах», рис. 24, завдання після параграфа № 2.)

Предмети та матеріали

• Пробірка з водою

Проводимо експеримент

Капнемо у воду трохи йоду і простежимо за її поведінкою.

Гіпотеза

Чи дійсно крапля йоду поступово розчиниться у воді, забарвивши її у відповідний колір.

Пояснюємо

Вода, як і йод, складається з величезної кількості найдрібніших невидимих ​​частинок розміром у стомільйонну частку сантиметра, які називають молекулами. Всі вони безперервно рухаються, постійно стикаючись між собою, як, наприклад, школярі на перерві. Зібрані спочатку разом молекули йоду через удари молекул води розлітаються в різні боки, так що відстань між ними збільшується і пляма йоду розпливається. Розповсюдження однієї рідини в іншій із зазначеної причини називається дифузією.

«Зчеплення свинцевих циліндрів»

(підручник «Фізика. 7 клас» А.В. Перишкін, Дрофа, 2012. Параграф 11, «Взаємне тяжіння та відштовхування молекул», рис. 26.)

Предмети та матеріали

• Два свинцеві циліндри
• Пристрій для фіксації циліндрів

Проводимо експеримент

Перед початком досвіду необхідно ретельно зачистити стугом свинцеві поверхні циліндрів. Встановлюємо циліндри пристрій для фіксації, притиснувши їх один до одного зачищеними поверхнями притискним гвинтом. Закручуємо притискний гвинт. Зачекавши деяку кількість часу, можна слабити притискний гвинт, дістати зчеплені циліндри.

Гіпотеза

Чи дійсно два свинцеві циліндри будуть з'єднані між собою.

Пояснюємо

Зачищення свинцевих циліндрів необхідно для того, щоб максимально вирівняти поверхні та очистити від окислення. Тим самим ми досягаємо найбільш щільного прилягання однієї поверхні до іншої. На даному етапі дуже добре помітно прояв сил тяжіння між молекулами, коли вони дуже близько один до одного. Але що довше циліндри будуть зчеплені і перебуваючи під деяким вантажем, дедалі виразніше буде взаємне проникнення молекул одного циліндра між молекулами іншого – дифузія.

«Залежність дифузії від температури»

(Підручник «Фізика. 7 клас» А.В. Перишкін, Дрофа, 2012. Параграф 10, «Дифузія в газах, рідинах і твердих тілах», завдання після параграфа № 1.)

Предмети та матеріали

• Склянка з холодною водою
• Склянка з гарячою водою
• Кристаліки цукру

Проводимо експеримент

Наллємо в одну склянку воду кімнатної температури, а в іншу гарячу воду. Опустимо в кожну зі склянок по одній чайній ложці цукру.

Гіпотеза

Чи дійсно у склянці з гарячою водою цукор розчинитися швидше.

Пояснюємо

Нам відомо, що за будь-якої температури в речовині є молекули, що рухаються досить повільно, і молекули, швидкість яких висока. Якщо кількість молекул речовини, мають високу швидкість, збільшується, т. е. збільшується середня швидкість молекул, це означає, що температура речовини також збільшується. Чим швидше рухатимуться молекули води, тим частіше вони будуть судитися з молекулами цукру, і тим швидше відбуватиметься процес взаємного перемішування однієї речовини з іншою. Зі збільшенням температури процес взаємного проникнення молекул води між молекулами цукру – дифузія – відбувається набагато швидше.

На практиці

1. приготування їжі
2. термообробці металів (зварюванню, паянню, різанню, нанесенню покриттів тощо). Нанесенню тонкого шару металів на поверхню металевих виробів для підвищення хімічної стійкості, міцності, твердості деталей та приладів, або в захисно-декоративних цілях (оцинкування, хромування, нікелювання). Для надання залізним і сталевим деталям твердості їхньої поверхні піддають дифузному насиченню вуглецем (цементація). різким, неприємним запахом, який легко відчувається навіть при малій концентрації (Мери безпеки). твердості поверхні піддають дифузному насичення вуглецем (цементація). Природний горючий газ, яким ми користуємося вдома, не має не кольору ні запаху… При витоку помітити його неможливо, тому на розподільчих станціях газ змішують з особливою речовиною, що має різкий, неприємний запах, який легко відчувається людиною навіть за малої концентрації. (Заходи безпеки). На цукрових заводах під час вилучення цукру з буряка. Для зварювання матеріалів. Для дублення шкіри та хутра. Для фарбування волокон тканини.
3. застосування лікарських засобів (Більше 30 років тому німецький лікар Вільям Кольф застосував апарат «штучна нирка». З того часу він застосовується: для невідкладної хронічної допомоги при гострій інтоксикації; для підготовки хворих з хронічною нирковою недостатністю до трансплантації нирок; для тривалого (10-15) років) життєзабезпечення хворих з хронічним захворюванням нирок. Застосування апарату «штучна нирка» стає більшою мірою терапевтичною процедурою, апарат застосовується як у клініці, так і в домашніх умовах. За допомогою апарату проводилася підготовка реципієнта до першої у світі успішної трансплантації нирки. 1965 академіком Б.В.
   Апарат являє собою систему з плоских каналів, розділених тонкими целофановими мембранами, по яких зустрічними потоками повільно рухаються кров і діалізат – сольовий розчин, збагачений газовою сумішшю CO 2 + О 2. Апарат підключається до кровоносної системи хворого за допомогою катетерів, введених у напівпол в діалізат) та ліктьову (вихід) вени. Діаліз триває 4-6 год. Цим досягається очищення крові від азотистих шлаків за недостатньої функції нирок, тобто. здійснюється регулювання хімічного складу крові.)
4. у садівництві, при окулюванні та щепленні рослин на зрізах за рахунок дифузії утворюється каллюс (від латів. Сallus – мозоль) – ранова тканина у вигляді напливу у місцях ушкоджень та сприяє їх загоєнню, забезпечує зрощення щепи з підщепою.
5. консервування та маринування (соління овочів, варіння варіння, приготування компотів та багато інших технологічних процесів.)
6. використання косметичних засобів.

В природі

1. Всмоктування - процес надходження різних речовин із навколишнього середовища через клітинні мембрани до клітин, і через них - у внутрішнє середовище організму.
2. Дифузія у диханні. (Прикладом дифузії в природі може служити принципово важливий для життя процес - дихання. Саме завдяки дифузії кисень з легенів потрапляє в кров, а з крові - в органи і тканини організму. Завдяки дифузії вуглекислий газ, що видихається нами, не накопичується навколо нас, а розсіюється в просторі і поєднується з киснем, тому ми можемо тривалий час спокійно дихати в закритій кімнаті без вітру.
3. Підтримується однорідний склад атмосферного повітря поблизу поверхні Землі (на практиці часто зустрічаєшся з явищами, яким спочатку не зраджуєш особливу увагу, але потім у міру навчання в школі розумієш і починаєш пояснювати такі звичайні в житті явища, але грають величезну роль у природі та житті людини, як частини природи. Так завдяки дифузії підтримується однорідний склад атмосфери поблизу поверхні Землі, дифузія розчинів солей у ґрунті сприяє нормальному живленню рослин, дифузія, що відбувається в організмі людини, дозволяє насичувати клітини нашого тіла киснем та поживними речовинами.

Близько 27 тонн космічного пилу падає на Землю щодня. За рік понад 10 тисяч тонн пилу приземляється на Землю.

З історії Лукрецій Кар пише: «Ось подивися: щоразу, коли сонячне світло проникає В наші житла і морок прорізає своїми променями, Безліч тіл у порожнечі, ти побачиш, мелькаючи, Мечуться туди-сюди в променистому сяйві світла. Начебто у вічній боротьбі вони б'ються в битвах і битвах, У сутичці кидаються раптом по загонах, не знаючи спокою ... » У стародавньому світі звичайно не могли спостерігати молекули, але могли спостерігати дифузію! Лукрецій Кар її красиво описав у віршах.

Якщо дуже гладко відшліфовані пластинки свинцю та золота покласти одна на одну і поставити на них деякий вантаж, то через 4-5 років вони проникнуть взаємно один одного на 1 мм.

У казках дифузія допомагає героям. Уривок із ассірійської казки «Цар Зімаз»: «Був у царя розумний радник Аяз, якого він дуже поважав. Як завжди буває в таких випадках, у Аяза були вороги, які його обмовили перед царем, і той, послухавши їх, ув'язнив його. Коли до Аяз прийшла дружина, він наказав їй зловити великого мурахи, прив'язати до його лапки міцну нитку довжиною сорок метрів, до вільного кінця її прив'язати мотузку таку ж довжину і пустити мурашки по зовнішній стіні в'язниці у вказаному місці. Як сказав Аяз, так дружина й зробила. Сам Аяз накришив на вікно камери цукру і мураха за запахом цукру дістався камери, де сидів Аяз».

А прислів'я – це суцільна дифузія:

1. Ложка дьогтю в бочці меду.
2. Нарізана цибуля пахне і палить очі сильніше
3. Овочевій крамниці вивіска не потрібна.
4. Вовка нюх годує

«Як мурахи знаходять шлях додому?»

Мурахи позначають свій шлях крапельками пахучої рідини, вони притискаються черевцем до землі і передають їй запах. Деякі мурахи не завжди біжать точно наміченим шляхом, а збоку від траси, бо запах досить сильний. Втративши слід, вони кругами знову знаходять «дорогу» і поспішають нею. Мурашині траси бувають завдовжки кілька метрів.

Завдяки дифузії комахи знаходять собі їжу. Метелики, пурхаючи між рослинами, завжди знаходять дорогу до гарної квітки. Бджоли, виявивши солодкий об'єкт, штурмують його своїм роєм.

А рослина росте, цвіте для них також завдяки дифузії. Адже ми говоримо, що рослина дихає та видихає повітря, п'є воду, отримує з ґрунту різні мікродобавки.

Плотоядні тварини знаходять своїх жертв також завдяки дифузії. Акули відчувають запах крові на відстані кількох кілометрів, як і риби піраньї.

Екологія довкілля погіршується рахунок викидів в атмосферу, у воду хімічних та інших шкідливих речовин, і це все поширюється і забруднює величезні території. А ось дерева виділяють кисень та поглинають вуглекислий газ за допомогою дифузії.

На принципі дифузії засноване перемішування прісної води із солоною при впаданні річок у моря. Дифузія розчинів різних солей у ґрунті сприяє нормальному живленню рослин.