Диффузия в жидкостях, газах и твёрдых телах. Движение молекул.

Диффузия в жидкостях, газах

и твёрдых телах. Движение молекул

8 класс, урок физики

Составила Супрун А.П.

Цели и задачи урока

Знать:

• - основные положения МКТ;
• - определение диффузии;
• - особенности процесса диффузии в различных средах.

Уметь:

• объяснять явление диффузии на основании МКТ;
• сформировать представления о значении диффузии в природе, в быту.

Михаил Васильевич Ломоносов

в 1745 году

разграничил понятия атом и молекула.

Молекула – наименьшая частица вещества.

Атом – наименьшая частица химического элемента.

Молекулы состоят из атомов.

Повторим

Три состояния вещества

Размеры молекулы порядка 10‾¹ º м

Источники физических

знаний

"Один опыт я ставлю выше 1000 мнений, рожденных воображением"

М. В. Ломоносов

Беспорядочное движение частиц впервые было доказано шотландцем Робертом Броуном в 1827 году. Рассматривая в микроскоп пыльцу, размешанную с водой, он увидел непрерывно хаотично двигающиеся темные точки.

Он обнаружил, что любые мелкие частицы находятся в постоянном хаотическом движении. Явление движения взвешенных частичек в жидкости или газе сейчас называют броуновским движением. Это явление есть еще одно яркое доказательство движения молекул веществ.

1773—1858

Диффузия ( лат.   diffusio —распространение, растекание, рассеивание).

Это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

• Схема диффузии через полупроницаемую мембрану

наблюдается

В газах

В жидкостях

В твердых телах

Ароматические масла, смолы широко используются в парфюмерной промышленности,

лечебной ароматерапии, для церковных нужд.

Ароматические вещества

Масла

Смолы

Лепестки роз

Мирра

Лепестки жасмина

Ладанное дерево

Кого из нас не поражал запах

весенней ночи?

Мы могли ощущать запахи

черемухи, акаций, сирени.

Молекулы пахнущего вещества

цветов диффундируют в воздух.

В качестве тонизирующих культур обычно употребляют чай, кофе и какао.

Родина чая- Китай, кофе- Африка, какао - Америка.

Быстрое распространение аромата этих напитков объясняется тем, что молекулы пахучего вещества проникают между молекулами воздуха.

Самым многочисленным способом общения насекомых осуществляется с помощью обонятельных химических средств, которые животные используют для своей защиты или привлечения внимания.

Передача запахов осуществляется посредством диффузии.

Привлекательные

Феромоны, гормоны.

Отталкивающие

Репелленты

Майские жуки

Скунсы

Хорьки

Бабочки

Клопы

Леса – легкие планеты, помогающие дышать всему живому.

Городской воздух содержит много газообразных веществ (угарный газ, углекислый газ, оксиды азота, сера), полученных в результате работы промышленного комплекса, транспорта и коммунального хозяйства.

Процесс очищения воздуха лесом можно объяснить диффузией.

Природный горючий газ не имеет ни цвета, ни запаха.

За счет диффузии газ распространяется по всему помещению, образуя взрывоопасную смесь.

Мы не раз наблюдали, как от костра, закопченных труб сельских домов, ТЭС валит дым и, поднявших высоко, по мере его подъема перестает быть видимым

Это следствие диффузии молекул дыма между молекулами воздуха

• Это следствие диффузии молекул дыма между молекулами воздуха

Пути решения экологической проблемы, связанной с очищением воздуха:

1) фильтры на выхлопных трубах;

2) выращивание растений вдоль дорог и вокруг предприятий, поглощающих вредные вещества.

Клен

Липа

Тополь

Наблюдение процесса диффузии молекул воздуха и молекул нашатырного спирта (индикатором служит лакмусовая бумажка, фиксирующая наличие щелочной среды)

Наблюдение растворения дыма от костра в воздухе.

Распространение запаха освежителя воздуха в помещении.

Пчелиный яд- это бесцветная прозрачная жидкость с ароматным запахом, обладающая высокой биологической активностью.

Быстрое проникание пчелиного яда связано с биологическими процессами в организме

(с движением молекул яда и их взаимодействием с межклеточной жидкостью соединительной ткани).

Для приготовления чая используют цветы и листочки некоторых растений: жасмина, розы, липы, душицы, мяты, чабреца и других.

ЧАЙ

Зелёный

Чёрный

В твёрдом состоянии цвет чая зависит от способа обработки листьев.

Заварка чая основана на диффузии молекул воды и красящего вещества растений.

Приглашаем на чай.

Сравнение скорости протекания диффузии при заваривании чая холодной и горячей водой.

Вывод

Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры;

происходит медленнее, чем в газах.

При добавлении дольки лимона чай становится светлее.

Цвет чая коричневый только в нейтральной среде (в воде).

Для насыщения цвета свеклы в воде добавляется уксусная кислота.

Запах соли, запах йода.

Непреступны и горды,

Рифы каменные морды

Выставляют из воды…

Ю. Друнина

Ежегодно в атмосферу попадает 2 млрд. тонн солей.

Смог - желтый туман, отравляющий воздух,

которым мы дышим.

Смог - основная причина дыхательных и сердечных болезней, ослабления иммунитета человека.

Радиус частиц, мкм

• 20 – 60
• 1 - 15
• 200 - 2000
• 10 – 400
• 10 – 150
• 30 – 800
• 10 – 200
• 1-5
• 0,5-1
• 1-5
• 0,1-1
• 0,1-1

Частицы, встречающиеся в городском воздухе.

• Пыльца растений
• Микроорганизмы, их споры
• Сухой песок
• Угольная пыль
• Цементная пыль
• Удобрение
• Асбест
• Кадмий
• Ртуть
• Свинец
• Оксид железа
• Оксид меди

Как объяснить процесс с оления овощей?

Соления грибов

Соления фруктов

При засолке кристаллики соли распадаются на ионы Na и Cl в водном растворе, беспорядочно движутся и занимают промежутки между порами продуктов питания.

Приготовление варенья и компотов.

Получение сахара

из свеклы в промыш-

ленном производстве

Растворение кристаллов перманганата калия в воде.

Растворение кристаллов сахара в горячей воде

Растворение таблетки «Мукалтина» в воде.

Приготовление солёных огурцов, квашенной капусты, солёной рыбы и сала в домашних условиях.

Для придания железным и стальным деталям твердости, износостойкости и предела прочности их поверхности подвергают диффузному насыщению углеродом ( цементация )

Английский металлург Вильям Робертс- Аустин измерял диффузию золота в свинце, помещая этот цилиндр в печь при температуре около 200 °С на 10 дней.

Атомы золота равномерно распределялись по всему свинцовому цилиндру .

Наблюдение явления диффузии

молекул перманганата калия и воска.

Результат через три недели.

Прошло два месяца.

Молекулы твёрдых тел диффундируют медленнее всего.

• Причина диффузии - беспорядочное движение молекул.
• Скорость диффузии зависит от того, в каком агрегатном состоянии находятся соприкасающиеся тела.
• Диффузия быстро протекает в газах, медленнее в жидкостях и очень медленно в твердых телах.
• Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры, с уменьшением вязкости среды и размеров частиц.

Запах клопов отвратительный, а божьи коровки выделяют желтую пахучую ядовитую жидкость

Осьминог выпускает чернильное пятно, чтобы спрятаться от неприятеля

Отпугивает своих обидчиков скунс

Простейшей формой дыхания обладают медузы и черви

Они вообще не имеют органов дыхания. Растворенный в воде кислород всасывается через их кожу, а растворенный углекислый газ выводится наружу тем же путем

Благодаря диффузии кислород из легких пpоникaeт в кровь человека, а из крови – в ткани

Применение диффузии на производстве

На явлении диффузии основана диффузионная сварка металлов.

На явлении диффузии основан процесс металлизации – покрытия поверхности изделия слоем металла или сплава. Он применяется для защиты изделий от коррозии, износа

Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов .

Применение диффузии в быту

Засолка и засахаривание, смешивание различных ингредиентов при приготовлении пищи

Вредная диффузия

Растут дома; гудят автомобили;

Фабричный дым висит

на всех кустах;

Аэропланы крылья расстелили

В облаках

Май. Грозовых туч клочки.

Неживая зелень чахнет.

Всё моторы и гудки, -

И сирень бензином пахнет

Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении воздуха, рек, морей и океанов

пословицы и поговорки

1. Ложка дёгтя в бочке мёда

2. Нарезанный лук пахнет и жжёт глаза сильнее

3. На мешке с солью и верёвка солёная

4. Овощной лавке вывеска не нужна

5. Капля яда ведро молока портит

(см. презентация 2 SMART Notebook )

1. Какой рисунок наиболее правильно показывает каплю воды

в микроскопе при сильном увеличении?

2. Имея модели частиц двух веществ, покажите, что происходит

в веществе при их самопроизвольном смешивании.

3. Выберите рисунок, на котором направление стрелок правильно

указывает направление движения двух частиц в веществе.

Опишите, как движутся частицы в веществе.

• С какими танцами или мелодиями можно сравнить движение

частиц пальмы, растущей в Африке, и частиц кедра, растущего в Сибири?

Все знают, как полезен репчатый лук.

Но при его разрезании мы проливаем слезы. Объясните почему?

Это объясняется явлением диффузии. Причина в летучем веществе лакриматоре, вызывающем слёзы. Оно растворяется в жидкости слизистой оболочки глаза, выделяя серную кислоту, которая и раздражает слизистую оболочку глаза.

Средний уровень: 1. В каком рассоле – горячем или холодном – быстрее засолятся огурцы?

2. Почему ткань, окрашенную недоброкачественной краской, нельзя в мокром состоянии держать в соприкосновении со светлым бельем?

Достаточный уровень: 1. Почему дым от костра, поднимаясь вверх, быстро перестает быть видимым даже в безветренную погоду?

2. Будут ли распространяться запахи в герметично закрытом подвальном помещении, где совершенно нет сквозняков?

Высокий уровень: 1. Открытый сосуд с эфиром уравновесили на весах и оставили в покое. Через некоторое время равновесие весов нарушилось. Почему?

2. Какое значение имеет диффузия для процессов дыхания человека и животных?

1. Параграф №9, вопросы к параграфу;

2. Экспериментальное задание (описать явления диффузии, наблюдаемые дома).

3. Ответить письменно на вопрос:

-Почему сладкий сироп приобретает со временем вкус фруктов? (средний уровень)

• Почему соленая сельдь, после того как ее оставили на некоторое время в воде, делается менее соленой? (достаточный уровень)
• Почему при склеивании и паянии применяют жидкий клей и расплавленный припой? (высокий уровень)

1. Семке А.И. «Нестандартные задачи по физике», Ярославль: Академия развития,2007.

2. Шустова Л.В., Шустов С.Б. «Химические основы экологии».М.:Просвещение,1995.

3. Лукашик В.И. Задачник по физике 7-8кл. М.: Просвещение,2002.

4. Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики. М.: Просвещение,1998.

5. Энциклопедия Физика. М.: Аванта +,1999.

6. Богданов К.Ю. Физик в гостях у биолога. М.: Наука,1986.

7. Енохович А.С. Справочник по физике. М.: Просвещение, 1990.

8. Ольгин О. И. Опыты без взрывов. М.: Химия ,1986.

9. Ковтунович М.Г. «Домашний эксперимент по физике 7-11 классы». М.: Гуманитарный издательский центр, 2007.

10. Internet- ресурсы.