Что такое диффузия?
Диффузия — это явление, при котором частицы вещества распространяются сами. Когда на кухне готовят еду, запах доходит до другой комнаты. Чернила, капнутые в воду, постепенно расходятся без перемешивания, и вся вода окрашивается. В обоих случаях вещество никто не толкает: оно распространяется из-за собственного движения частиц.
| Пример | Что распространяется | Среда |
|---|---|---|
| Запах еды доходит до другой комнаты | Пахучие частицы | Воздух |
| Распыляют духи | Частицы духов | Воздух |
| Из чайного пакетика выходит цвет | Красящие вещества чая | Вода |
| В воду капают чернила | Частицы чернил | Вода |
| Кислород из лёгких попадает в кровь | Молекулы O2 | Воздух лёгких и кровь |
Почему частицы распространяются?
Частицы жидкостей и газов непрерывно движутся и сталкиваются друг с другом. Движение хаотично, поэтому частица не идёт специально в какую-то сторону. Но там, где краски много, частиц больше, поэтому оттуда их выходит больше, чем приходит. В итоге вещество переходит из области с большой концентрацией в область с малой.
Когда концентрация становится везде одинаковой, частицы не останавливаются и продолжают двигаться. Но ни в какой части они больше не скапливаются, поэтому цвет остаётся равномерным.
Посмотри, как расходится капля краски, в приложении Nalukh chem
Капни краску в воду и наблюдай, как частицы распространяются сами. Этот симулятор входит в полный доступ. Скачивание бесплатно, без регистрации открыты 2 раздела и 5 симуляторов.
Как пользоваться симулятором?
- При открытии симулятора в левой части сосуда с водой видно скопление фиолетовой краски.
- Ничего не нажимай и наблюдай. Только за счёт хаотичного движения частицы постепенно расходятся и доходят до правой части сосуда. Распространение идёт медленно, поэтому немного подожди.
- Кнопка Добавить каплю добавляет слева ещё столько же краски, и появляется новое скопление.
- Кнопка Ещё раз полностью очищает сосуд. Затем начни новый опыт кнопкой Добавить каплю.
Задания для симулятора
- Нажми Ещё раз и Добавить каплю и включи секундомер. Запиши, за сколько секунд краска дойдёт до середины сосуда. Повтори и сравни два результата. Ответ: время может отличаться, потому что движение каждой частицы случайно.
- Когда краска заполнит сосуд, проследи глазами за одной частицей. Она остановилась? Ответ: Нет, она продолжает двигаться.
- Нажми Добавить каплю в сосуде, где краска уже распределилась. Что произойдёт слева? Ответ: Концентрация снова вырастет, и краска начнёт расходиться оттуда туда, где её меньше.
С чем путают диффузию?
- Перемешивание. Когда ты мешаешь чай ложкой, жидкость движется под действием внешней силы. Это ускоряет смешивание, но это не диффузия.
- Испарение. Испарение — это смена состояния: жидкость становится газом. При диффузии вещество распространяется, не меняя состояния.
- Мысль, что частица «идёт в пустое место». Частица не выбирает направление. Распространение — это итог хаотичного движения многих частиц.
От чего зависит скорость диффузии, смотри в инструкции о скорости диффузии. Как смешиваются два газа, можно увидеть в симуляторе Диффузия.
