Uploaded by Анна Волкова

Проект по физике Соловьёв

advertisement
Содержание
1………………………………………………………………………….…Содержание
2…………………………………………….….…..Цель, Задачи, Актуальность
3………………………………………………….
Цель: Исследовать особенности диффузии в различных
агрегатных состояниях, рассмотреть применение диффузии
человеком и проявление ее в природе.
Задачи: Изучить материал о роли диффузии в природе и
жизнедеятельности человека, и проанализировать
полученную информацию о явлении диффузии, а также
определить степень значимости этого явления для растений,
животных, человека.
Актуальность выбранной темы Диффузия широко
распространена в мире флоры и фауны и очень важна для
растений и животных. Но не у всех людей есть достаточные
представления о протекании этого явления. Актуальность
данной работы для меня состоит в том, что изучение влияния
диффузии на жизнедеятельность растений, животных и
человека расширило спектр моих знаний о живой природе,
продемонстрировало тесную связь физики, биологии,
экологии.
Примером диффузии может служить перемешивание газов
(например, распространение запахов) или жидкостей (если в
воду капнуть чернил, то жидкость через некоторое время
станет равномерно окрашенной). Другой пример связан с
твёрдым телом: атомы соприкасающихся металлов
перемешиваются на границе соприкосновения.
Скорость протекания диффузии зависит от многих факторов.
Так, в случае металлического стержня тепловая диффузия
проходит с огромной скоростью. Если же стержень изготовлен
из материала с низкой теплопроводностью (например,
стекла), тепловая диффузия протекает медленно. Диффузия
молекул в общем случае протекает ещё медленнее.
Например, если кусочек сахара опустить на дно стакана с
водой и воду не перемешивать, то пройдёт несколько недель,
прежде чем раствор станет однородным. Ещё медленнее
происходит диффузия одного твёрдого вещества в другое.
Например, Роберт Бойль показал, что если медь покрыть
золотом, то будет происходить диффузия золота в медь. При
этом при нормальных условиях (комнатная температура и
атмосферное давление) золотосодержащий слой достигнет
толщины в несколько микронов только через несколько тысяч
лет. Другой пример — систематические исследования
диффузии свинца в золото, проведенные Уильямом
Робертсом-Остеном и опубликованные в 1896 г. Под грузом за
пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на один
миллиметр.
Первое систематическое экспериментальное исследование
диффузии было выполнено Томасом Грэмом. Он изучал
диффузию в газах, и это явление (Закон Грэма) было описано
им в 1831—1833 гг.
Первое количественное описание процессов диффузии было
дано немецким физиологом А. Фиком в 1855 году. Большой
вклад в теорию и практику исследования дифузионных
процессов внес Я. И. Френкель.
История.
С исторической перспективе, диффузия в твердых телах
использовалась задолго до создания теории диффузии.
Плиний Старший ранее описывал процесс цементирования,
при котором сталь производится из железа (Fe) посредством
диффузии углерода. Другой пример, хорошо известный на
протяжении многих веков, — это диффузия окраски витражей
или фаянса и китайской керамике.
В современной науке первое систематическое
экспериментальное исследование диффузии было выполнено
Томасом Грэмом. Он изучал диффузию в газах, и главное
явление было описано им в 1831—1833 гг.:[5]
«… газы различной природы, при контакте, не располагаются
в соответствии с их плотностью: наиболее тяжелые в нижней
части и более легкие в верхней части, — они
самопроизвольно диффундируют взаимно и в равной степени
друг через друга, и поэтому остаются в едином состоянии
смеси на произвольный срок «.
Роберт Бойль продемонстрировал диффузию в твердых телах
в 17 веке[3] путем проникновения цинка в медную монету.
Тем не менее диффузия в твердых телах систематически не
изучалась до второй половины XIX века. Уильям Чандлер
Робертс-Остен, известный британский металлург и бывший
помощник Томаса Грэма, систематически изучал диффузию
твердого тела на примере золота в свинце в 1896 году. :[6]
«. . . Моя давняя заинтересованность в исследованиях
Грэхема сделала обязанностью попытаться распространить
его работу по диффузии жидкости на металлы».
Современная атомистическая теория диффузии и
броуновского движения была разработана Альбертом
Эйнштейном, Марианом Смолуховским и Жаном Батистом
Перреном.
Заключение
Явление диффузии является одним из главных, общих
условий жизнедеятельности растений, животных и человека.
Без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна. К
сожалению, все чаще и чаще мы наблюдаем негативное
воздействие человека на окружающую среду. И становится
страшно от того, что наступит момент сожаления о точке не
возврата к той красоте, которая пока ещё нас окружает.
Человеку нет необходимости что–то специально делать для
улучшения протекания явления диффузии в живой природе.
Просто надо исключить свое отрицательное воздействие на
живую природу своей деятельностью, чаще привлекать
внимание общественности к проблемам окружающей среды
и тогда каждый сможет жить в полной гармонии с природой,
с самим собой.
Download