परिभाषा 1

शरीर का विघटन (बिखरना) एक ऐसी प्रक्रिया है जो एक पदार्थ के अणुओं (परमाणुओं) की परस्पर पैठ को दूसरे के समान कणों के बीच बढ़ावा देती है। अंत में, यह पूरे कब्जे वाले वॉल्यूम पर उनके सांद्रता के सहज समीकरण में व्यक्त किया जाएगा।

ऐसे उदाहरण हैं जब एक पदार्थ में पहले से ही एक समान एकाग्रता होती है और एक पदार्थ का दूसरे में प्रसार होता है। इस मामले में, पदार्थ के हस्तांतरण को एक उच्च एकाग्रता वाले क्षेत्र से निचले क्षेत्र वाले क्षेत्र में ले जाया जाएगा (अर्थात, एकाग्रता ढाल वेक्टर की दिशा से विपरीत दिशा में)।

शरीर के प्रसार के उदाहरण

विचलन को तरल, ठोस या गैसीय प्रकार के पिंडों पर लागू किया जा सकता है। निम्नलिखित निकायों के प्रसार के ज्वलंत उदाहरण हैं:

• गैसों का मिश्रण (यह संदर्भित कर सकता है, उदाहरण के लिए, गंध के प्रसार के लिए);
• मिश्रण तरल पदार्थ (यदि स्याही की एक बूंद पानी में जाती है, तो यह पूरी तरह से इस रंग में बदल जाएगा);
• ठोस के उदाहरण से मिश्रण (एक दूसरे के संपर्क में धातुओं के परमाणु संपर्क सीमा पर मिश्रण करेंगे)।

प्लाज्मा भौतिकी में कणों का प्रसार एक आवश्यक भूमिका निभाएगा। प्रसार दर स्वयं कई कारकों पर निर्भर करेगी। एक धातु की छड़ के मामले में, उदाहरण के लिए, थर्मल प्रसार बहुत तेज गति से होता है। यदि रॉड सिंथेटिक सामग्री से बना है, तो एक धीमी प्रसार दर दर्ज की जाएगी।

इससे भी अधिक धीरे-धीरे, एक ठोस पदार्थ से दूसरे पदार्थ के संबंध में प्रसार की प्रक्रिया देखी जाती है। बशर्ते कि तांबा सोने से ढका हो, उदाहरण के लिए, हम तांबे में सोने के प्रसार का निरीक्षण करते हैं। एक ही समय में, सामान्य वायुमंडलीय दबाव और कमरे के तापमान पर, कई माइक्रोन (हजारों वर्षों के बाद) की मोटाई के साथ एक सोने की असर परत तक पहुंचने की एक बहुत धीमी प्रक्रिया पहले से ही दर्ज है।

निकायों के प्रसार का एक और उदाहरण एक सोने पर एक सीसा पिंड का सुपरपोजिशन है। नतीजतन, सीसे के वजन के तहत 5 साल की अवधि में, सोने का पिंड एक सेंटीमीटर झुक जाएगा, जो एक शरीर के दूसरे में प्रवेश करने का संकेत देता है।

निकायों का भूतल प्रसार

टिप्पणी 1

निकायों के भूतल प्रसार को एक प्रक्रिया से संबंधित माना जाता है (जैसे कि थोक प्रसार में) कणों की गति के साथ स्वयं (क्लस्टर, अणु, या परमाणु), जो पहले सतह परमाणु (आणविक) परत या इस परत के भीतर संघनित निकायों की सतह पर होता है।

सतह प्रसार के कारण स्थानांतरित करने की क्षमता है:

• परमाणु जो सबसे ठोस शरीर की संरचना में हैं;
• गुच्छों, अणुओं या परमाणुओं के रूप में adsorbed कण।

एक नियम के रूप में, सतह के कणों की गतिशीलता यादृच्छिक थर्मल उतार-चढ़ाव के प्रभाव के कारण सक्रिय होती है (आमतौर पर ये अणु या परमाणु हो सकते हैं)। एक एकाग्रता ढाल (सतह एकाग्रता) की उपस्थिति को देखते हुए, कणों की एक बड़ी संख्या का एक यादृच्छिक चलना ढाल के विपरीत दिशा में उनके औसत प्रसार प्रसार को उत्तेजित करेगा।

प्रसार प्रक्रिया विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है:

• फैलाने वाले कणों की बातचीत;
• सतह के चरणों का निर्माण (पुनर्निर्माण);
• विभिन्न प्रकृति के दोषों की उपस्थिति, आदि।

सतह के फैलाव पतली फिल्मों के विकास के लिए निर्णायक हो जाते हैं, साथ ही सिरेमिक साइनिंग सतह पर नैनोस्ट्रक्चर के गठन के लिए भी।

ठोस पदार्थों में प्रसार प्रक्रिया

कमरे के तापमान पर, हम आमतौर पर ठोस पदार्थों में प्रसार की अभिव्यक्ति का निरीक्षण नहीं करते हैं। एक धातु की एक बहुत पतली कोटिंग दूसरे के साथ लगभग अपरिवर्तित स्थिति में लंबे समय तक रहेगी।

इस मामले में, यदि तापमान कई सौ डिग्री पर तय किया गया है, तो कोटिंग्स को संरक्षित नहीं किया जाएगा: प्रसार कोटिंग के परमाणुओं को ध्यान देने योग्य गति से सब्सट्रेट में गहरे भड़काने को भड़काता है। इस परिस्थिति का उपयोग किया जा सकता है, उदाहरण के लिए, सेमीकंडक्टर तकनीक में कई सौ डिग्री के तापमान पर विशेष डोपेंट को अर्धचालक में पेश करने के उद्देश्य से।

ठोस पदार्थों में प्रसार प्रक्रियाओं के तंत्र को उनके क्रिस्टल संरचना के बारे में जानकारी का उपयोग करते समय बेहतर समझा जाता है। संतुलन की स्थिति में, एक ठोस के परमाणु क्रिस्टल जाली के नोड्स के पास थर्मल कंपन संबंधी गतियों को बाहर निकालते हैं। एक ठोस की आदर्श संरचना में इस तरह की जाली की सभी साइटें पूरी तरह से बराबर हो जाती हैं, और प्रसार प्रक्रिया स्वयं असंभव हो जाती है। इसके साथ ही, एक असली क्रिस्टल में (निश्चित तापमान पर) एक निश्चित संख्या में थर्मल दोष होते हैं जो क्रिस्टल जाली के उल्लंघन के रूप में प्रकट होते हैं।

क्रिस्टल तापमान में वृद्धि के साथ एक स्थिति में, रिक्तियों के संतुलन सांद्रता में वृद्धि, साथ ही बीचवाला परमाणु मनाया जाता है, और तापमान में कमी की स्थिति में, सिंक में दोषों का एक हिस्सा गायब होना शुरू हो जाएगा। कुछ अन्य जाली दोष, उदाहरण के लिए, अव्यवस्था, इस तरह के सिंक की भूमिका निभा सकते हैं।

क्रिस्टल जाली की संरचना में इस तरह के दोष के साथ, एक ठोस में प्रसार तंत्र स्पष्ट हो जाता है। एक खाली जगह (छेद) को एक जाली साइट में स्थित एक परमाणु के आसपास के क्षेत्र में स्थित होने दें।

इस मामले में, परमाणुओं की कंपन गति "रिक्त स्थान प्रसार तंत्र" के आधार पर एक जाली साइट से एक खाली जगह पर एक छलांग स्थल को उकसा सकती है। बाहरी बलों की अनुपस्थिति में, प्रसार प्रक्रिया नमूना (कोई भी तापमान उदाहरण के लिए तापमान ढाल) की noquilibrium विशेषता द्वारा निर्धारित की जाएगी। इस मामले में, छेदों की एक निश्चित संख्या प्रत्येक तापमान के अनुरूप होगी:

$ n_d \u003d exp \\ left (\\ frac (-E_d) (kT) \\ right) $ जहां $ E_d $ एक छेद बनाने के लिए आवश्यक ऊर्जा है।

पिघलने बिंदु के नीचे सभी तापमानों पर, छिद्रों की संतुलन संख्या क्रिस्टल जाली में साइटों की संख्या की तुलना में बहुत कम हो जाती है, अर्थात।

$ \\ frac (n_д) (N) \u003d 1 $

एक क्रिस्टल पर अभिनय करने वाले बाहरी बल के मामले पर विचार करें (यानी, एक विद्युत क्षेत्र में एक आयनिक क्रिस्टल। आयनिक चालकता और प्रसार गुणांक के बीच संबंध आइंस्टीन संबंध निर्धारित करेगा:

$ D \u003d f \\ frac (\\ sigma kT) (Nq ^ 2) $, जहां:

• $ च $ - सुधार कारक;
• $ एन $ आयनों का संघटन।

उपरोक्त संबंध को इस प्रकार समझा जाता है: जब एक विद्युत क्षेत्र लागू किया जाता है, साथ ही क्रिस्टल में आयन सांद्रता प्रवणता की उपस्थिति होती है, तो घनत्व घनत्व उत्पन्न होगा:

$ \\ sigma \u003d (qN (x) B_and) $, जहाँ:

• $ \\ सिग्मा $ - विद्युत चालकता;
• $ B_and $ - आयन गतिशीलता।

सांख्यिकीय संतुलन की स्थिति के तहत, कुल वर्तमान शून्य के बराबर है।

$ E \u003d \\ frac (-dU) (dx) $

जहाँ $ U $ संतुलन में विद्युत क्षेत्र की क्षमता है

$ (- qN (x) B_and) \\ frac (dU) (dx) \u003d (qD) \\ frac (dN) (dx) $

इस प्रकार,

$ D \u003d (B_and) \\ frac (kT) (q) \u003d \\ frac (\\ sigma kT) (Nq ^ 2) $

इस मामले में, प्रसार गुणांक और विशिष्ट विद्युत चालकता के सरल अनुपात से एक विचलन आयनिक क्रिस्टल में मनाया जाता है। इस कारण से, अनुपात में सुधार कारक $ f $ होगा। इस प्रकार, रिक्तियों को बदलने से विसरण में, एक टैग किए गए परमाणु का प्रसार गुणांक इसकी छलांग के सहसंबंध पर निर्भर करेगा।

कार्य का पाठ छवियों और सूत्रों के बिना रखा गया है।
कार्य का पूर्ण संस्करण पीडीएफ प्रारूप में "कार्य फ़ाइलों" टैब में उपलब्ध है

परिचय

डिफ्यूजन प्रकृति में, मानव जीवन में और प्रौद्योगिकी में बहुत बड़ी भूमिका निभाता है। प्रसार प्रक्रियाओं का मानव और जानवरों की महत्वपूर्ण गतिविधि पर सकारात्मक और नकारात्मक दोनों प्रभाव पड़ सकता है। एक सकारात्मक प्रभाव का एक उदाहरण पृथ्वी की सतह के पास वायुमंडलीय हवा की एक समान संरचना का रखरखाव है। विज्ञान और प्रौद्योगिकी के विभिन्न क्षेत्रों में, अंतरंग और निर्जीव प्रकृति में होने वाली प्रक्रियाओं में प्रसार महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। यह रासायनिक प्रतिक्रियाओं के पाठ्यक्रम को प्रभावित करता है।

प्रसार की भागीदारी या उल्लंघन और इस प्रक्रिया के परिवर्तन के साथ, प्रकृति और मानव जीवन में नकारात्मक घटनाएं हो सकती हैं, जैसे कि मानव तकनीकी प्रगति के उत्पादों के साथ पर्यावरण का व्यापक प्रदूषण।

प्रासंगिकता: डिफ्यूजन यह साबित करता है कि शरीर अणुओं से बने होते हैं जो अव्यवस्थित गति से होते हैं; मनुष्यों, जानवरों और पौधों के साथ-साथ प्रौद्योगिकी के क्षेत्र में प्रसार का बहुत महत्व है।

उद्देश्य:

यह साबित करना कि प्रसार तापमान पर निर्भर है;

घरेलू प्रयोगों में प्रसार के उदाहरणों पर विचार करें;

सुनिश्चित करें कि विभिन्न पदार्थों में प्रसार विभिन्न तरीकों से होता है।

पदार्थों के थर्मल प्रसार पर विचार करें।

अनुसंधान के उद्देश्य:

"डिफ्यूजन" विषय पर वैज्ञानिक साहित्य का परीक्षण करें।

पदार्थ, तापमान के प्रकार पर प्रसार दर की निर्भरता साबित करें।

पर्यावरण और मनुष्यों पर प्रसार की घटना के प्रभाव का अध्ययन करें।

सबसे दिलचस्प प्रसार प्रयोगों का वर्णन और डिज़ाइन करें।

अनुसंधान की विधियां:

इंटरनेट पर साहित्य और सामग्री का विश्लेषण।

पदार्थ और तापमान के प्रकार पर प्रसार की निर्भरता का अध्ययन करने के लिए प्रयोगों को करना।

परिणामों का विश्लेषण।

अध्ययन का विषय: प्रसार की घटना, विभिन्न कारकों पर प्रसार के पाठ्यक्रम की निर्भरता, प्रकृति, प्रौद्योगिकी और रोजमर्रा की जिंदगी में प्रसार की अभिव्यक्ति।

हाइपोथीसिस:प्रसार का मानव और प्रकृति के लिए बहुत महत्व है।

1. सैद्धांतिक भाग

१.१ विसरण क्या है

फैलाना अणुओं के अराजक (यादृच्छिक) आंदोलन के कारण संपर्क करने वाले पदार्थों का सहज मिश्रण है।

एक और परिभाषा: प्रसार ( अक्षां। diffusio - फैलाना, फैलाना, फैलाना) - उच्च सांद्रता वाले क्षेत्र से कम सांद्रता वाले क्षेत्र में पदार्थ या ऊर्जा के हस्तांतरण की प्रक्रिया।

प्रसार का सबसे प्रसिद्ध उदाहरण गैसों या तरल पदार्थों का मिश्रण है (यदि स्याही को पानी में गिरा दिया जाता है, तो तरल थोड़ी देर बाद समान रूप से रंगीन हो जाएगा)।

तरल पदार्थ, ठोस और गैसों में प्रसार होता है। प्रसार गैसों में सबसे तेजी से होता है, तरल पदार्थों में धीमा, और यहां तक \u200b\u200bकि ठोस पदार्थों में भी धीमा होता है, जो इन मीडिया में कणों की थर्मल गति की प्रकृति के कारण होता है। प्रत्येक गैस कण की गति का प्रक्षेपवक्र एक टूटी हुई रेखा है, क्योंकि टक्करों में, कण अपनी दिशा और गति बदलते हैं। सदियों से, श्रमिकों ने धातुओं को वेल्ड किया है और कार्बन के वातावरण में ठोस लोहे को गर्म करके स्टील का निर्माण किया है, जिसके बिना प्रसार प्रक्रियाओं का मामूली विचार नहीं है। केवल 1896 में। समस्या का अध्ययन शुरू हुआ।

अणुओं का प्रसार बहुत धीमा है। उदाहरण के लिए, यदि एक चीनी क्यूब को एक गिलास पानी के नीचे उतारा जाता है और पानी को हिलाया नहीं जाता है, तो समाधान समरूप होने से पहले कई सप्ताह बीत जाएंगे।

1.2। प्रकृति में प्रसार की भूमिका

प्रसार की मदद से, विभिन्न गैसीय पदार्थ हवा में फैलते हैं: उदाहरण के लिए, आग का धुआं लंबी दूरी पर फैलता है। अगर आप कारखानों की चिमनियों और कारों के निकास पाइपों को देखें, तो कई मामलों में चिमनियों के पास धुआं दिखाई देता है। और फिर वह कहीं गायब हो जाता है। धुआँ प्रसार द्वारा हवा में घुल जाता है। यदि धुआँ घना होता है, तो इसका प्लम काफी दूर तक फैल जाता है।

प्रसार का परिणाम वेंटिलेशन के दौरान कमरे में तापमान का एक समीकरण हो सकता है। उसी तरह, कारों से हानिकारक औद्योगिक उत्पादों और निकास गैसों के साथ वायु प्रदूषण होता है। घर पर हम जिस प्राकृतिक दहनशील गैस का उपयोग करते हैं, वह रंगहीन और गंधहीन होती है। रिसाव की स्थिति में, इसे नोटिस करना असंभव है, इसलिए, वितरण स्टेशनों पर, गैस को एक विशेष पदार्थ के साथ मिलाया जाता है जिसमें एक तीखा, अप्रिय गंध होता है, जो बहुत कम एकाग्रता पर भी एक व्यक्ति द्वारा आसानी से महसूस किया जाता है। यह एहतियात आपको रिसाव (चित्रा 1) बनने पर कमरे में गैस के संचय को तुरंत नोटिस करने की अनुमति देता है।

प्रसार की घटना के कारण, वायुमंडल की निचली परत - क्षोभमंडल - में गैसों का मिश्रण होता है: नाइट्रोजन, ऑक्सीजन, कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प। प्रसार की अनुपस्थिति में, गुरुत्वाकर्षण की कार्रवाई के तहत स्तरीकरण होगा: नीचे भारी कार्बन डाइऑक्साइड की एक परत होगी, इसके ऊपर ऑक्सीजन, नाइट्रोजन और इसके ऊपर अक्रिय गैसें होंगी (चित्र 2)।

हम इस घटना को आकाश में भी देखते हैं। बिखरे हुए बादल भी प्रसार का एक उदाहरण हैं, और जैसा कि एफ। टुटेचेव इस बारे में बिल्कुल कहते हैं: "आकाश में बादल पिघल रहे हैं ..." (छवि 3)

प्रसार का सिद्धांत खारे पानी के साथ ताजे पानी को मिलाने पर आधारित है जब नदियां समुद्र में बहती हैं। मिट्टी में विभिन्न लवणों के विलयन का प्रसार पौधों के सामान्य पोषण में योगदान देता है।

डिफ्यूजन पौधे और जानवरों के जीवन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। चींटियों ने गंधयुक्त तरल की बूंदों के साथ अपना रास्ता चिह्नित किया और घर के रास्ते को पहचान लिया (चित्र 4)

प्रसार के माध्यम से, कीड़े अपने लिए भोजन ढूंढते हैं। तितलियों, पौधों के बीच फड़फड़ाहट, हमेशा एक सुंदर फूल के लिए अपना रास्ता ढूंढते हैं। मधुमक्खियों ने एक मीठी वस्तु पाकर, अपने झुंड के साथ उसे उड़ा दिया। और पौधे बढ़ता है, उनके लिए खिलता भी प्रसार के लिए धन्यवाद। आखिरकार, हम कहते हैं कि पौधे सांस लेता है और हवा निकालता है, पानी पीता है, मिट्टी से विभिन्न सूक्ष्म योजक प्राप्त करता है।

कार्निवोर्स भी प्रसार के माध्यम से अपने शिकार का पता लगाते हैं। शार्क कई किलोमीटर की दूरी पर रक्त को गंध देती है, जैसा कि पिरान्हा मछली (चित्र 5)।

प्राकृतिक जलाशयों और एक्वैरियम को ऑक्सीजन की आपूर्ति में प्रसार प्रक्रिया महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। ऑक्सीजन अपनी स्वतंत्र सतह के माध्यम से प्रसार के कारण स्थिर पानी में पानी की गहरी परतों में प्रवेश करती है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पानी की सतह को कवर करने वाले पत्ते या डकवेड पूरी तरह से पानी तक ऑक्सीजन की पहुंच को रोक सकते हैं और इसके निवासियों की मृत्यु का कारण बन सकते हैं। उसी कारण से, संकीर्ण गर्दन वाले बर्तन एक मछलीघर (चित्रा 6) के रूप में उपयोग करने के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

यह पहले से ही नोट किया गया है कि पौधों और जानवरों के जीवन के लिए प्रसार की घटना के अर्थ में बहुत आम है। सबसे पहले, यह श्वसन के कार्य को करने में पौधों की सतह के माध्यम से प्रसार विनिमय की भूमिका पर ध्यान दिया जाना चाहिए। पेड़ों के लिए, उदाहरण के लिए, एक विशेष रूप से बड़ी सतह विकास (लीफ क्राउन) मनाया जाता है, क्योंकि पत्ती की सतह के माध्यम से प्रसार विनिमय श्वसन का कार्य करता है। के.ए. तिमिरयाज़ेव ने कहा: “क्या हम मिट्टी में पदार्थों की कीमत पर जड़ को खिलाने के बारे में बात करने जा रहे हैं, क्या हम वायुमंडल के माध्यम से पत्तियों के हवाई खिला या एक अंग को दूसरे, पड़ोसी की कीमत पर खिलाने के बारे में बात करने जा रहे हैं? : प्रसार "(चित्र 7)।

प्रसार के कारण, फेफड़ों से ऑक्सीजन मानव रक्त में प्रवेश करती है, और रक्त से - ऊतकों में।

वैज्ञानिक साहित्य में, मैंने एक-तरफा प्रसार की प्रक्रिया का अध्ययन किया है - ऑस्मोसिस, अर्थात्। पदार्थों को अर्धवृत्ताकार झिल्ली के माध्यम से फैलाना। ऑस्मोसिस प्रक्रिया मुक्त प्रसार से भिन्न होती है कि एक विभाजन (झिल्ली) के रूप में एक बाधा दो स्पर्श तरल पदार्थों की सीमा पर स्थित है, जो केवल विलायक के लिए पारगम्य है और विलेय के अणुओं (चित्रा 8) के लिए सभी पारगम्य नहीं है।

मिट्टी के घोल में खनिज लवण और कार्बनिक यौगिक होते हैं। मिट्टी से पानी रूट बाल के अर्धवृत्ताकार झिल्ली के माध्यम से परासरण द्वारा पौधे में प्रवेश करता है। मिट्टी में पानी की सांद्रता जड़ के बालों के अंदर की तुलना में अधिक होती है, इसलिए पानी अनाज में घुस जाता है और पौधे को जीवन देता है।

1.3। रोजमर्रा की जिंदगी और प्रौद्योगिकी में प्रसार की भूमिका

प्रसार का उपयोग कई तकनीकी प्रक्रियाओं में किया जाता है: नमकीन बनाना, चीनी उत्पादन (चुकंदर के चिप्स को पानी से धोया जाता है, चीनी के अणुओं को घोल में चिप्स से अलग किया जाता है), खाना पकाने के जाम, रंगाई कपड़े, कपड़े धोने, carburizing, वेल्डिंग और टांका लगाने वाली धातुओं सहित, वैक्यूम में प्रसार वेल्डिंग। (धातुओं को वेल्डेड किया जाता है जो अन्य तरीकों से शामिल नहीं हो सकते हैं - कच्चा लोहा, स्टील के साथ चांदी, स्टेनलेस स्टील, आदि के साथ स्टील) और उत्पादों का प्रसार धातुकरण (एल्यूमीनियम, क्रोमियम, सिलिकॉन के साथ स्टील उत्पादों की सतह संतृप्ति), नाइट्राइडिंग - नाइट्रोजन के साथ स्टील की सतह का संतृप्ति (स्टील बन जाता है) कठोर, पहनने के लिए प्रतिरोधी), कार्ब्युराइजिंग - कार्बन के साथ स्टील उत्पादों की संतृप्ति, सायनिडेशन - कार्बन और नाइट्रोजन के साथ स्टील की सतह की संतृप्ति।

हवा में गंध का प्रसार गैसों में प्रसार का सबसे आम उदाहरण है। गंध तुरंत क्यों नहीं फैलता है, लेकिन थोड़ी देर बाद? तथ्य यह है कि एक निश्चित दिशा में चलते समय, एक गंधयुक्त पदार्थ के अणु हवा के अणुओं से टकराते हैं। प्रत्येक गैस कण की गति का प्रक्षेपवक्र एक टूटी हुई रेखा है, क्योंकि टक्करों में, कण अपनी दिशा और गति बदलते हैं।

2. व्यावहारिक हिस्सा

हमारे आस-पास कितनी अद्भुत और दिलचस्प चीजें हो रही हैं! मैं बहुत कुछ सीखना चाहता हूं, इसे खुद समझाने की कोशिश करता हूं। यही कारण है कि मैंने प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करने का फैसला किया, जिसके दौरान मैंने यह पता लगाने की कोशिश की कि क्या प्रसार का सिद्धांत वास्तव में उचित है, क्या यह व्यवहार में इसकी पुष्टि पाता है। किसी भी सिद्धांत को केवल तभी विश्वसनीय माना जा सकता है जब उसे बार-बार प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की जाए।

अनुभव नंबर 1 तरल पदार्थ में प्रसार की घटना का अवलोकन

उद्देश्य: एक तरल में अध्ययन प्रसार। निरंतर तापमान पर (टी \u003d 20 डिग्री सेल्सियस पर) पानी में पोटेशियम परमैंगनेट के टुकड़ों के विघटन को देखें

उपकरण और सामग्री: पानी का गिलास, थर्मामीटर, पोटेशियम परमैंगनेट।

मैंने 20 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर पोटेशियम परमैंगनेट का एक टुकड़ा और दो गिलास स्वच्छ पानी लिया। मैंने चश्मे में पोटेशियम परमैंगनेट के टुकड़े डाल दिए और देखने लगा कि क्या हो रहा है। 1 मिनट के बाद, चश्मे में पानी रंगने लगता है।

पानी एक अच्छा विलायक है। पानी के अणुओं की कार्रवाई के तहत, पोटेशियम परमैंगनेट के ठोस के अणुओं के बीच के बंधन नष्ट हो जाते हैं।

पहले ग्लास में मैंने घोल को हिलाया नहीं था, लेकिन दूसरे में मैंने ऐसा किया। पानी को हिलाकर (मिलाते हुए), मैंने सुनिश्चित किया कि प्रसार प्रक्रिया बहुत तेज़ (2 मिनट) होती है

पहले ग्लास में पानी का रंग समय के साथ अधिक तीव्र होता जाता है। पानी के अणु पोटेशियम परमैंगनेट के अणुओं के बीच घुसते हैं, जो आकर्षण की शक्तियों को तोड़ते हैं। इसके साथ ही अणुओं के बीच आकर्षण बल के साथ, प्रतिकारक बल कार्य करने लगते हैं और, परिणामस्वरूप, ठोस के क्रिस्टल जाली नष्ट हो जाते हैं। पोटेशियम परमैंगनेट को भंग करने की प्रक्रिया खत्म हो गई है। प्रयोग में 3 घंटे 15 मिनट का समय लगा। पानी पूरी तरह से क्रिमसन है (चित्र 9-12)।

यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि तरल में विसरण की घटना एक दीर्घकालिक प्रक्रिया है, जिसके परिणामस्वरूप ठोस का विघटन होता है।

मैं यह पता लगाना चाहता था कि प्रसार की दर किस पर निर्भर करती है।

अनुभव संख्या 2 तापमान पर प्रसार की दर की निर्भरता का अध्ययन

उद्देश्य: अध्ययन करता है कि पानी का तापमान प्रसार की दर को कैसे प्रभावित करता है।

उपकरण और सामग्री: थर्मामीटर - 1 टुकड़ा, स्टॉपवॉच - 1 टुकड़ा, चश्मा - 4 टुकड़े, चाय, पोटेशियम परमैंगनेट।

(20 डिग्री सेल्सियस के शुरुआती तापमान पर और दो ग्लास में 100 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर चाय बनाने का अनुभव)।

हमने t \u003d 20 ° C और t \u003d 100 ° C पर दो गिलास पानी लिया। आंकड़े शुरुआत से एक निश्चित समय के बाद प्रयोग का कोर्स दिखाते हैं: प्रयोग की शुरुआत में - चित्र 1, 30 एस के बाद। - अंजीर। 2, 1 मिनट के बाद। - अंजीर 3, 2 मिनट के बाद। - अंजीर 4, 5 मिनट के बाद। - चावल 5, 15 मिनट के बाद। - अंजीर। ६। इस अनुभव से, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि प्रसार की दर तापमान से प्रभावित होती है: तापमान जितना अधिक होगा, प्रसार की दर (चित्रा 13-17) जितनी अधिक होगी।

मुझे वही परिणाम मिले जब मैंने चाय के बजाय 2 गिलास पानी लिया। उनमें से एक में कमरे के तापमान पर पानी था, दूसरे में उबलते पानी।

मैंने प्रत्येक ग्लास में पोटेशियम परमैंगनेट की समान मात्रा डुबो दी। ग्लास में जहां पानी का तापमान अधिक था, प्रसार प्रक्रिया बहुत तेजी से आगे बढ़ी (छवि 18-23।)

इसलिए, प्रसार दर तापमान पर निर्भर करती है - तापमान जितना अधिक होता है, उतना ही अधिक तीव्र प्रसार होता है।

प्रयोग संख्या 3 रासायनिक अभिकर्मकों का उपयोग करके प्रसार का अवलोकन

उद्देश्य: दूरी पर विसरण की घटना का अवलोकन।

उपकरण: कपास ऊन, अमोनिया, फिनोलफथेलिन, टेस्ट ट्यूब।

अनुभव विवरण: अमोनिया को टेस्ट ट्यूब में डालें। रूई के टुकड़े को फेनोल्फथेलिन के साथ भिगोएँ और इसे टेस्ट ट्यूब के ऊपर रखें। थोड़ी देर बाद, हम ऊन के रंग का निरीक्षण करते हैं (चित्र 24-26)।

अमोनिया का वाष्पीकरण होता है; अमोनिया के अणु फेनॉल्फथेलिन के साथ सिक्त कपास ऊन में प्रवेश कर गए, और यह रंगीन हो गया, हालांकि कपास ऊन शराब के संपर्क में नहीं लाया गया था। शराब के अणु हवा के अणुओं के साथ मिश्रित होकर भाग गए। यह प्रयोग दूरी पर प्रसार की घटना को प्रदर्शित करता है।

अनुभव संख्या 4। गैसों में प्रसार की घटना का अवलोकन

उद्देश्य: कमरे के तापमान में परिवर्तन के आधार पर हवा में गैस प्रसार में परिवर्तन का अध्ययन।

उपकरण और सामग्री: स्टॉपवॉच, इत्र, थर्मामीटर

अनुभव और प्राप्त परिणामों का विवरण: मैंने कार्यालय में इत्र की गंध के प्रसार के समय की जांच की V \u003d 120m 3 एक तापमान t \u003d +20 0 पर। अध्ययन (इत्र) के तहत वस्तु से 10 मीटर की दूरी पर खड़े लोगों में एक स्पष्ट संवेदनशीलता की प्राप्ति के लिए कमरे में गंध के प्रसार की शुरुआत से समय दर्ज किया गया था। (चित्र 27-29)

अनुभव नं। 5 लगातार तापमान पर, पानी में घी के टुकड़े घुलना

उद्देश्य:

उपकरण और सामग्री: तीन गिलास, पानी, गौचे के तीन रंग।

अनुभव और प्राप्त परिणामों का विवरण:

हमने तीन गिलास लिए, पानी t \u003d 25 0 С लिया, चश्मे में गऊचे के समान टुकड़े फेंक दिए।

हम गौचे के विघटन का निरीक्षण करने लगे।

तस्वीरें 1 मिनट, 5 मिनट, 10 मिनट, 20 मिनट के बाद ली गईं, 4 घंटे 19 मिनट (चित्र 30-34) के बाद विघटन समाप्त हो गया

अनुभव संख्या 6 ठोस पदार्थों में प्रसार की घटना का अवलोकन

उद्देश्य: ठोस पदार्थों में प्रसार का अवलोकन।

उपकरण और सामग्री: सेब, आलू, गाजर, शानदार हरे घोल, पिपेट।

अनुभव और प्राप्त परिणामों का विवरण:

हम आधा में से एक पर हरे रंग के साथ सेब, गाजर, आलू काटते हैं।

देखते ही देखते धरातल पर फैल गया

हम शानदार हरे रंग के साथ संपर्क के स्थान पर काटते हैं, यह देखने के लिए कि यह कितनी गहराई से अंदर प्रवेश करता है (चित्र 35-37)

ठोस पदार्थों में प्रसार की संभावना के बारे में परिकल्पना की पुष्टि करने के लिए एक प्रयोग कैसे किया जाता है? क्या ऐसे समुच्चय में पदार्थों का मिश्रण संभव है? सबसे अधिक संभावना है कि उत्तर "हां" है। लेकिन मोटी जैल का उपयोग करके ठोस (बहुत चिपचिपा) में प्रसार का निरीक्षण करना सुविधाजनक है। यह एक घने जिलेटिन समाधान है। इसे निम्नानुसार तैयार किया जा सकता है: 4-5 ग्राम सूखे खाद्य जिलेटिन को ठंडे पानी में घोलें। जिलेटिन को पहले कई घंटों के लिए सूजना चाहिए, और फिर इसे 100 मिलीलीटर पानी में हिलाकर पूरी तरह से भंग कर दिया जाता है, गर्म पानी के साथ एक बर्तन में छोड़ दिया जाता है। ठंडा करने के बाद, 4-5% जिलेटिन समाधान प्राप्त किया जाता है।

प्रयोग संख्या 7 मोटे जैल का उपयोग करके प्रसार का अवलोकन

उद्देश्य: ठोस पदार्थ (एक मोटी जिलेटिन समाधान का उपयोग करके) में प्रसार की घटना का अवलोकन।

उपकरण: 4% जिलेटिन समाधान, एक टेस्ट ट्यूब, पोटेशियम परमैंगनेट का एक छोटा क्रिस्टल, चिमटी।

प्रयोग का विवरण और परिणाम:एक टेस्ट ट्यूब में जिलेटिन समाधान को टेस्ट ट्यूब के केंद्र में रखें, एक आंदोलन में, चिमटी के साथ पोटेशियम परमैंगनेट का एक क्रिस्टल पेश करें।

प्रयोग की शुरुआत में पोटेशियम परमैंगनेट क्रिस्टल

1.5 घंटे के बाद जिलेटिन समाधान के साथ एक शीशी में क्रिस्टल का स्थान

कुछ ही मिनटों के बाद, बैंगनी रंग की गेंद क्रिस्टल के चारों ओर बढ़ने लगेगी, समय के साथ यह बड़ा और बड़ा होता जाएगा। इसका मतलब है कि क्रिस्टल का पदार्थ सभी दिशाओं में समान गति से फैलता है (चित्र 38-39)

विक्षेप ठोस में होता है, लेकिन तरल और गैसों की तुलना में बहुत धीमा होता है।

तरल - थर्मल प्रसार में प्रयोग नंबर 8 तापमान अंतर

उद्देश्य: थर्मल प्रसार की घटना का अवलोकन।

उपकरण: 4 समान कांच के बर्तन, 2 पेंट रंग, गर्म और ठंडे पानी, 2 प्लास्टिक कार्ड।

प्रयोग का विवरण और परिणाम:

1. वाहिकाओं 1 और 2 में कुछ लाल पेंट जोड़ें, जहाजों 3 और 4 के लिए नीला पेंट।

2. बर्तन 1 और 2 में गर्म पानी डालें।

3. ठंडे पानी को बर्तन 3 और 4 में डालें।

4. एक प्लास्टिक कार्ड के साथ बर्तन 1 को कवर करें, इसे उल्टा कर दें और इसे बर्तन 4 पर रखें।

5. एक प्लास्टिक कार्ड के साथ बर्तन 3 को कवर करें, गर्दन को नीचे करें और इसे बर्तन 2 पर रखें।

6. दोनों कार्ड निकालें।

यह प्रयोग तापीय प्रसार के प्रभाव को प्रदर्शित करता है। पहले मामले में, गर्म पानी ठंडे पानी के ऊपर होता है और जब तक तापमान बराबर नहीं होता है तब तक प्रसार नहीं होता है। और दूसरे मामले में, इसके विपरीत, यह नीचे से गर्म है और शीर्ष पर ठंडा है। और दूसरे मामले में, गर्म पानी के अणु ऊपर की ओर बढ़ने लगते हैं, और ठंडे पानी के अणु - नीचे की ओर (चित्र 41-44)।

निष्कर्ष

इस शोध कार्य के दौरान, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि प्रसार मनुष्यों और जानवरों के जीवन में एक बड़ी भूमिका निभाता है।

इस शोध कार्य के दौरान, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि प्रसार की अवधि तापमान पर निर्भर करती है: तापमान जितना अधिक होता है, तेजी से फैलता है।

मैंने विभिन्न पदार्थों के उदाहरण का उपयोग करके विसरण की घटना का अध्ययन किया है।

प्रवाह की दर पदार्थ के प्रकार पर निर्भर करती है: गैसों में यह तरल पदार्थों की तुलना में तेजी से बहती है; ठोस पदार्थों में, प्रसार बहुत अधिक धीरे-धीरे बढ़ता है। इस कथन को इस प्रकार समझाया जा सकता है: गैस के अणु मुक्त होते हैं, अणुओं के आकार से अधिक दूरी पर होते हैं, और उच्च गति पर चलते हैं। तरल पदार्थों के अणुओं को गैसों के समान यादृच्छिक क्रम में व्यवस्थित किया जाता है, लेकिन बहुत अधिक सघन। प्रत्येक अणु, पड़ोसी अणुओं से घिरा, धीरे-धीरे तरल के अंदर चला जाता है। ठोस का अणु उनकी संतुलन स्थिति के आसपास कंपन करता है।

वहाँ थर्मल प्रसार है।

ग्रन्थसूची

गेंडेनस्टीन, एल.ई. भौतिक विज्ञान। 7 वीं कक्षा। भाग 1 / एल.ई. गेंडेन्शिन, ए.बी., कैदालोव। - एम: मेनमोसिना, 2009.-255 पी ।;

किरिलोवा, आई। जी। माध्यमिक विद्यालय / IG के 7 वीं कक्षा के छात्रों के लिए भौतिकी में पढ़ने के लिए एक पुस्तक। किरिलोवा। - एम।, 1986.-207 पी ।;

ओल्गिन, ओ। एक्सपेरिमेंट्स विदाउट एक्सप्लोरेशन / ओ। एल्गिन। - एम।: केमिस्ट, 1986.-19 पी पी;

Peryshkin, ए.वी. ग्रेड 7 भौतिकी की पाठ्यपुस्तक / ए.वी. Peryshkin। - एम।, 2010।-189 पी ।;

रज़ूमोव्स्की, वी.जी. भौतिकी में रचनात्मक कार्य / वी.जी. रज़ुमोवस्की। - एम।, 1966।-159 पी ।;

रायज़ेनकोव, ए.पी. भौतिक विज्ञान। व्यक्ति। पर्यावरण: शैक्षणिक संस्थानों के 7 वीं कक्षा के लिए एक भौतिकी पाठ्यपुस्तक के लिए परिशिष्ट / ए.पी. रायज़ेनकोव। - एम।, 1996। - 120 पी ।;

चुयानोव, वी.ए. एक युवा भौतिक विज्ञानी का विश्वकोश शब्दकोश / वी.ए. चुआनोव। - एम।, 1984। - 352 पी ।;

शब्लोव्स्की वी। मनोरंजक भौतिकी / वी। शब्लोव्स्की। एस- पी।, ट्रिग्नॉन, 1997.-416 पी।

आवेदन

चित्र 1

चित्र 2

चित्र 3

चित्र 4

चित्र 5

चित्र 6

चित्र 7

विलायक कण (नीला) झिल्ली को पार करने में सक्षम हैं,

विलेय कण (लाल) - नहीं।

आंकड़ा 8

चित्र 9

आंकड़ा 10

आंकड़ा 11

चित्र 12

आंकड़ा 13

आंकड़ा 14

चित्र 15

आंकड़ा 16

आंकड़ा 17

आंकड़ा 18

चित्र 19

चित्र 20

चित्र 21

चित्र 22

चित्र 23

चित्र 24

आंकड़ा 25

आंकड़ा 26

आंकड़ा 27

आंकड़ा 28

आंकड़ा 29

चित्र 30

चित्र 31

चित्र 32

आंकड़ा 33

आंकड़ा 34

आंकड़ा 35

आंकड़ा 36

पाठ मकसद:

शैक्षिक: किसी दिए गए विषय पर छात्रों के ज्ञान को समेकित करना, उन्हें एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में पदार्थ के अणुओं के व्यवहार को समझने और उनका वर्णन करना सिखाने के लिए, प्रकृति और मानव जीवन में प्रसार प्रक्रिया के महत्व को समझाने के लिए।

शैक्षिक: वैज्ञानिक रूप से सोचने की छात्रों की क्षमता विकसित करना जारी रखें।

शैक्षिक: छात्रों में विभिन्न शारीरिक नियमों के बारे में प्राप्त ज्ञान के साथ प्रकृति में देखी गई घटनाओं की तुलना करने की क्षमता पैदा करना।

मूल शर्तें:

वस्तुस्थिति - यह एक ऐसी स्थिति है जिसे कुछ गुणों (उदाहरण के लिए, संरक्षण, या वॉल्यूम, आकार, आदि को संरक्षित करने में असमर्थता) के एक सेट की विशेषता हो सकती है।

प्रसार

पदार्थ की समग्र स्थिति की अवधारणा।

हमारे आसपास की दुनिया जटिल और परिवर्तनशील है। साथ ही, हम यह नोटिस करने में सक्षम हैं कि दुनिया की असीम विविधता इतनी असीम नहीं है। हम अक्सर एक ही पदार्थ को विभिन्न अवस्थाओं में देखते हैं।

सबसे सरल उदाहरण जिस पर मैं अपने शब्दों की सत्यता को साबित कर सकता हूं वह है पानी। विभिन्न राज्यों में इसे देखना सबसे आसान है - यह भाप है, या कोहरा है, यह बर्फ या बर्फ है, यह रसोई में नल से चलने वाला तरल है। एक रूप या किसी अन्य में पानी की जो भी विशेषताएं हैं, वह हमेशा पानी रहती है - इसकी संरचना नहीं बदलती है। ये सभी एक ही 2 हाइड्रोजन अणु और 1 ऑक्सीजन अणु हैं।

यदि हम अपने द्वारा लिए गए उदाहरण का उपयोग करना जारी रखते हैं, तो हम यह पता लगा सकते हैं कि पानी के ये 3 राज्य कुछ बाहरी परिस्थितियों पर निर्भर हैं। तो, पानी 0 डिग्री पर जम जाता है, बर्फ में बदल जाता है, और पानी 100 डिग्री पर उबलता है, भाप में बदल जाता है। यह तस्वीर पानी के सभी 3 राज्यों को स्पष्ट रूप से प्रदर्शित करती है:

चित्र: 1: 3 पानी की कुल अवस्था

तो, हम अपने उदाहरण के बारे में ध्यान से सोचकर क्या निष्कर्ष निकाल सकते हैं? वे इस तरह होंगे:

किसी पदार्थ की समुच्चय अवस्था किसी पदार्थ की एक अवस्था होती है, जिसे कुछ स्थितियों के तहत कुछ गुणों (उदाहरण के लिए, परिरक्षण या आयतन, आकार आदि को सुरक्षित रखने में असमर्थता) के एक समूह के द्वारा दर्शाया जा सकता है।

न केवल पानी एकत्रीकरण के तीन राज्यों में हो सकता है: ठोस, तरल और गैसीय। यह सभी पदार्थों में अंतर्निहित है।

कभी-कभी, तीन उपर्युक्त कुल राज्यों में, चौथा भी जोड़ा जाता है - प्लाज्मा। आप इस बात का अंदाजा लगा सकते हैं कि निम्नलिखित आकृति से प्लाज्मा कैसा दिखता है:

चित्र: 2: प्लाज्मा लैंप

लेकिन आप हाई स्कूल में भौतिकी और रसायन विज्ञान के पाठों में प्लाज्मा के बारे में अधिक जानेंगे।

प्रसार प्रक्रिया

जैसा कि हम सभी पहले ही सीख चुके हैं, सभी पदार्थों में सबसे छोटे कण होते हैं - आयन, परमाणु, अणु, जो निरंतर गति में होते हैं। यह यह आंदोलन है जो कारण बनता है कि प्रसार प्रक्रिया क्यों होती है।

डिफ्यूजन एक ऐसी प्रक्रिया है जो पदार्थों के अणुओं के आपसी प्रवेश को अन्य पदार्थों में अणुओं के बीच के रिक्त स्थान में शामिल करती है।

आइए एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में प्रसार पर करीब से नज़र डालें।

गैसों में प्रसार

चलो गैसों में प्रसार की प्रक्रिया का एक साथ उदाहरण देते हैं। इस घटना की अभिव्यक्तियाँ निम्नानुसार हो सकती हैं:

फूलों की गंध का प्रसार;

प्याज काटने से आँसू;

इत्र का एक निशान जिसे हवा में महसूस किया जा सकता है।

हवा में कणों के बीच अंतराल काफी बड़ा है, कण अव्यवस्थित रूप से आगे बढ़ते हैं, इसलिए गैसीय पदार्थों का प्रसार जल्दी होता है।

आइए इस प्रक्रिया को प्रदर्शित करते हुए एक वीडियो देखें:

तरल पदार्थ में कठिनाई।

तरल पदार्थों में पदार्थों के कण, और ये सबसे अधिक बार पदार्थ के आयन होते हैं, एक दूसरे के साथ काफी दृढ़ता से बातचीत करते हैं। इसी समय, कणों को आसानी से मिश्रण करने की अनुमति देने के लिए आयनों के बीच की दूरी काफी बड़ी है।

अगला वीडियो दिखाता है कि तरल पदार्थ में प्रसार प्रक्रिया कैसे होती है। पेंट के कण, पानी की सतह पर गिरते हैं, आसानी से फैलते हैं, अर्थात वे पानी में घुस जाते हैं।

चित्र: 3: पेंट के कण पानी में फैल जाते हैं।

आप पोटेशियम परमैंगनेट क्रिस्टल के विघटन के उदाहरण का उपयोग करके वीडियो में, लेकिन पहले से ही डायनामिक्स में एक ही प्रक्रिया का पालन कर सकते हैं:

ठोस पदार्थों में फैलाव।

ठोस में विभिन्न संरचनाएँ हो सकती हैं और अणुओं, परमाणुओं या आयनों से मिलकर बन सकती हैं। किसी भी मामले में, चाहे जो भी शरीर के माइक्रोप्रार्टिकल्स से बना हो, इन कणों का एक दूसरे के साथ संपर्क बहुत मजबूत है। इस तथ्य के बावजूद कि वे, ये कण, अभी भी चलते हैं, लेकिन ये आंदोलन बहुत महत्वहीन हैं। कणों के बीच अंतराल छोटे होते हैं, जिससे अन्य पदार्थों को उनके बीच घुसना मुश्किल हो जाता है। ठोस में प्रसार प्रक्रिया बहुत धीमी और नग्न आंखों के लिए अगोचर है।

आइए इस बारे में एक वीडियो देखें:

एकत्रीकरण के विभिन्न राज्यों में प्रसार प्रक्रिया की ख़ासियत के बारे में जानने के बाद, हमने देखा कि यह प्रक्रिया समान रूप से तेज़ नहीं है। प्रसार दर क्या निर्धारित करती है? हमारे पास पहले से ही इस प्रश्न का उत्तर है - प्रसार प्रक्रिया की दर पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति पर निर्भर करती है।

हम यह भी जानते हैं कि बढ़ते तापमान के साथ पदार्थों के कण तेजी से निकलने लगते हैं। क्या इसका मतलब यह है कि बढ़ते तापमान के साथ प्रसार प्रक्रिया में भी तेजी आएगी? उत्तर स्पष्ट है। पुष्टि करने के लिए, आइए वीडियो देखें:

एक पदार्थ के दूसरे में प्रसार की तीव्रता भी इन पदार्थों की एकाग्रता और बाहरी प्रभावों पर निर्भर करती है (उदाहरण के लिए, यदि आप सिर्फ एक आयोडीन घोल को पानी में गिराते हैं और अगर इसे मिलाया भी जाता है, तो समाधान जिस दर पर एक समान रंग प्राप्त करता है वह अलग होगा)।

निष्कर्ष

1. किसी पदार्थ की समुच्चय अवस्था किसी पदार्थ की एक ऐसी अवस्था होती है, जिसे कुछ स्थितियों के तहत कुछ गुणों (उदाहरण के लिए, परिरक्षण, या मात्रा, आकार आदि को संरक्षित करने में असमर्थता) के एक समूह द्वारा दर्शाया जा सकता है। न केवल पानी एकत्रीकरण के तीन राज्यों में हो सकता है: ठोस, तरल और गैसीय। यह सभी पदार्थों में अंतर्निहित है।

2. डिफ्यूजन एक ऐसी प्रक्रिया है जो पदार्थों के अणुओं के आपसी प्रवेश को अन्य पदार्थों में अणुओं के बीच के अंतराल में शामिल करती है।

3. प्रसार की दर इस पर निर्भर करती है: तापमान, एकाग्रता, बाहरी प्रभाव, पदार्थ के एकत्रीकरण की स्थिति।

मानव जीवन में प्रसार प्रक्रिया को कम करना मुश्किल है। उदाहरण के लिए, फेफड़ों की केशिकाओं में एल्वियोली की सबसे पतली दीवार के माध्यम से ऑक्सीजन का प्रवेश प्रसार के कारण ठीक किया जाता है। एल्वियोली की दीवारें बहुत पतली हैं, भौतिक दृष्टिकोण से, एल्वोलर दीवार एक अर्धवृत्ताकार झिल्ली है। वायुमंडलीय हवा में ऑक्सीजन की एकाग्रता केशिका रक्त में इसकी एकाग्रता की तुलना में बहुत अधिक है, यही कारण है कि ऑक्सीजन एक अर्धचालक झिल्ली के माध्यम से डूब जाता है - जहां यह कम है। प्रसार के माध्यम से, हम सांस लेते हैं।

इसके अलावा, यह प्रक्रिया आंशिक रूप से पाचन तंत्र से रक्त में पोषक तत्वों के प्रवेश और कई दवाओं की कार्रवाई सुनिश्चित करती है।

यह आंकड़ा योजनाबद्ध रूप से दिखाता है कि मानव आंत में पोषक तत्वों को कैसे अवशोषित किया जाता है।

चित्र: 4: स्तनधारी छोटी आंत

संदर्भ की सूची

विषय पर सबक: "गैसों, तरल पदार्थ, ठोस पदार्थों में प्रसार", लेखक सेलेज़नेवा एएम, स्कूल a 7, बोयर्का, कीव क्षेत्र।

Peryshkin ए। वी। "भौतिकी 7 वीं कक्षा", मॉस्को, बस्टर्ड, 2006

रोडिना एन। ए।, ग्रोमोव एस। वी।, "भौतिकी", एम।, मीर, 2002

बोरिसेंको I.N द्वारा संपादित और प्रेषित।.

सबक पर काम किया:

कई प्रयोग बताते हैं कि सभी निकायों के अणु निरंतर गति में हैं। आइए उनमें से एक पर विचार करें।

तांबे के सल्फेट का एक जलीय घोल कांच के बर्तन में डाला जाता है। यह घोल गहरे नीले और पानी से भारी होता है। समाधान के शीर्ष पर, बर्तन में साफ पानी बहुत सावधानी से डाला जाता है ताकि तरल पदार्थ मिश्रण न करें।प्रयोग की शुरुआत में, पानी और तांबे सल्फेट के समाधान के बीच एक तेज इंटरफ़ेस दिखाई देता है।

पोत को अकेला छोड़ दिया जाता है और तरल पदार्थों के बीच इंटरफेस का निरीक्षण करना जारी रखता है। कुछ दिनों के बाद, इंटरफ़ेस धुंधला हो गया है। दो हफ्ते बाद, सीमा जो एक तरल को दूसरे से अलग करती है, बर्तन में पीले नीले रंग का एक सजातीय तरल बनता है ( नीचे रंग सम्मिलित करें देखें, नीचे)। इसका मतलब है कि तरल पदार्थ मिश्रित हैं।

जिन पदार्थों में पदार्थ आपस में मिश्रित होते हैं उन्हें विसरण कहते हैं।

इस घटना को इस प्रकार समझाया गया है (चित्र 16)। सबसे पहले, पानी और तांबा सल्फेट के व्यक्तिगत अणुओं को उनके आंदोलन के कारण विनिमय स्थानों, इन तरल पदार्थों के इंटरफेस के पास स्थित है... सीमा धुंधली हो जाती है, क्योंकि कॉपर सल्फेट के अणु पानी की निचली परत में गिर जाते हैं और, इसके विपरीत, पानी के अणु तांबे सल्फेट के घोल की ऊपरी परत में गिर जाते हैं। फिर इनमें से कुछ अणु अगली परतों में पड़े अणुओं के साथ स्थानों का आदान-प्रदान करते हैं। तरल पदार्थों के बीच का अंतर और भी अधिक फैल जाता है।चूंकि अणु लगातार और बेतरतीब ढंग से चलते हैं, इसलिए यह प्रक्रिया इस तथ्य की ओर ले जाती है कि बर्तन में सभी तरल सजातीय हो जाते हैं।

तरल पदार्थों की तुलना में गैसों में प्रसार तेजी से होता है। यदि आप कमरे में कुछ गंधयुक्त पदार्थ, जैसे कि नेफ़थलीन का परिचय देते हैं, तो बहुत जल्द ही इसकी गंध पूरे कमरे में महसूस की जाएगी। इसका मतलब है कि नेफ़थलीन अणु हर जगह प्रवेश करते हैं - प्रसार होता है। नेफ़थलीन का अणु, हवा के अणुओं से टकराना और सभी दिशाओं में बेतरतीब ढंग से आगे बढ़ना, सभी दिशाओं में कमरे के चारों ओर बिखराव।

प्रसार की घटना भी ठोस में होती है, लेकिन बहुत धीरे-धीरे।एक प्रयोग में, सीसे और सोने के सुचारू रूप से पॉलिश किए गए प्लेटों को एक के ऊपर एक रखा गया और एक भार के साथ संकुचित किया गया। 5 वर्षों के लिए सामान्य कमरे के तापमान (लगभग 20 डिग्री सेल्सियस) पर, सोने और सीसा एक साथ बढ़े हैं, 1 मिमी की दूरी पर परस्पर एक दूसरे को भेदते हैं। परिणाम सोने की सीसा मिश्र धातु की एक पतली परत है।

मानव और पशु जीवन में प्रसार का बहुत महत्व है। इसलिए, उदाहरण के लिए, पर्यावरण से ऑक्सीजन, प्रसार के कारण, मानव त्वचा के माध्यम से शरीर में प्रवेश करती है। पोषक तत्व आंतों से जानवरों के रक्त में विसरित होते हैं।

धातु के हिस्सों को टांका लगाने पर भी कठिनाई होती है।

सवाल। 1। प्रसार क्या है? एक प्रयोग का वर्णन करें जिसमें तरल पदार्थ का प्रसार मनाया जाता है। 2. किसी पदार्थ की आणविक संरचना के संदर्भ में प्रसार को कैसे समझाया जाता है? 3. मनुष्य और जानवरों में क्या प्रक्रियाएँ होती हैं और कैसे फैलती हैं?

एक व्यायाम। 1। किस घटना पर खीरे, गोभी, मछली और अन्य उत्पादों का नमकीनकरण आधारित है? 2. नदियों, झीलों और अन्य जल के पानी में हमेशा गैसों के अणु होते हैं जो हवा बनाते हैं। किस अणु के कारण ये अणु पानी में मिल जाते हैं? _ वे जलाशय के तल में क्यों प्रवेश करते हैं? बताएं कि इस प्रक्रिया में हवा और पानी कैसे मिलाया जाता है। १ २ ३

काम। 1। एक गिलास में एक गिलास ठंडा पानी डालो और तल पर पोटेशियम परमैंगनेट का एक टुकड़ा डुबकी। पानी को हिलाए बिना, निर्धारित करें कि पोटेशियम परमैंगनेट के अणुओं को पानी की ऊपरी परत में प्रवेश करने में कितना समय लगता है। प्रेक्षित घटना की व्याख्या कीजिए। 2. पानी की समान मात्रा दो गिलास में डालें। उनमें से एक को गर्म स्थान पर रखें, दूसरे को ठंड में। (फ्रिज में, खिड़की के बाहर, दालान में)। थोड़ी देर के बाद, एक "रासायनिक" पेंसिल (या पोटेशियम परमैंगनेट का एक अनाज) से प्रत्येक गिलास के निचले हिस्से तक सीसा का एक टुकड़ा डालें। चश्मा वापस उनके मूल स्थानों पर लगाएं। सुबह और शाम, इन दो गिलास में रंगीन और साफ पानी की सीमा की स्थिति को चिह्नित करें। अपने अनुभव के आधार पर एक उचित निष्कर्ष निकालें। 3. पाठ्यपुस्तक के अंत में पैराग्राफ "ब्राउनियन मोशन" पढ़ें।

गैसों, तरल पदार्थ और ठोस पदार्थों में प्रसार

मैं कल्पना से पैदा हुए एक हजार राय से अधिक एक अनुभव को महत्व देता हूं

मिखाइल वासिलिविच लोमोनोसोव

इस विषय में, मामले की संरचना के बारे में प्रारंभिक जानकारी से परिचित होना जारी है।

अणु पदार्थ के सबसे छोटे कण हैं। ये कण इतने छोटे हैं कि हम उन्हें नग्न आंखों से नहीं देख पा रहे हैं, इसलिए, सभी शरीर ठोस प्रतीत होते हैं। हालाँकि, यह प्रयोगों के माध्यम से सिद्ध हुआ है कि शरीर छोटे कणों से बने होते हैं। जैसा की यह निकला, अणु अभी भी खड़े नहीं हैं, लेकिन लगातार अव्यवस्थित गति में हैं। सवाल उठता है: उदाहरण के लिए, मामले के ये कण निरंतर गति में कैसे हो सकते हैं, यदि तालिका अपना आकार बनाए रखती है, और कोई गति नहीं होती है? एक ग्लास, एक चायदानी, एक पेंसिल - लेकिन कोई भी ठोस शरीर अपने आकार को अपरिवर्तित बनाए रखता है। यह कैसे हो सकता है कि इन निकायों के अंदर के अणु चलते हैं? इसकी पुष्टि अवलोकनों और प्रयोगों से होती है। पहली बार इस तरह की धारणा बनाई गई थी 1827 में रॉबर्ट ब्राउन द्वारा.

एक बार उन्होंने माइक्रोस्कोप के तहत पानी की एक बूंद में पौधे के बीजाणुओं की जांच की। अचानक ब्राउन ने देखा कि सबसे छोटा ठोस अनाज, जिसे शायद ही पानी की एक बूंद में देखा जा सकता है, लगातार कांपना और एक जगह से दूसरी जगह जाना। उन्होंने पाया कि ये आंदोलन किसी भी तरह से तरल में प्रवाहित होने या इसके क्रमिक वाष्पीकरण के साथ जुड़े नहीं हैं, बल्कि कणों में निहित हैं। यदि आप एक कण का पालन करते हैं, तो आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि इसका आंदोलन पूरी तरह से अराजक है और इसके प्रक्षेपवक्र की भविष्यवाणी नहीं की जा सकती है। इस तरह से आगे बढ़ने वाले कणों को ब्राउनियन कहा जाता था, और आंदोलन को ही ब्राउनियन कहा जाता था।

इसका कारण यह है: अणुओं, बेतरतीब ढंग से आगे बढ़ना, लगातार ब्राउनियन कणों को मारना। यह इस तथ्य की ओर जाता है कि कण लगातार अलग-अलग दिशाओं में स्थानांतरित हो रहा है। जैसे ही तापमान बढ़ता है, अणु तेजी से चलना शुरू कर देते हैं।तदनुसार, एक ब्राउनियन कण को \u200b\u200bअधिक बार हड़ताली, जिसके परिणामस्वरूप यह कण भी तेजी से बढ़ना शुरू कर देता है। पारंपरिक माइक्रोस्कोप का उपयोग करते समय अणु स्वयं दिखाई नहीं देते हैं, इसलिए ऐसा लगता है जैसे कि ब्राउनियन कण खुद से आगे बढ़ रहे हैं। आप इसे निम्न तरीके से समझ सकते हैं: यदि आप कल्पना करते हैं कि बच्चे एक विशाल गेंद के साथ खेल रहे हैं, जिसे वे एक-दूसरे को धक्का देते हैं। एक महान दूरी पर एक बाहरी पर्यवेक्षक के लिए, ऐसा लगेगा कि गेंद अपने आप आगे बढ़ रही है, क्योंकि बच्चे दूर से दिखाई नहीं देंगे। इसी तरह, अणुओं ने ब्राउनियन कणों को मारा, जिससे वे अव्यवस्थित रूप से चले गए।

तथ्य यह है कि अणु लगातार गति में होते हैं, इस तरह की घटना को प्रसार के रूप में बताते हैं। आइए प्रसार के उदाहरणों पर विचार करें। उदाहरण के लिए, यह गंध का प्रसार है। यदि आप इत्र खोलते हैं, तो आप लगभग तुरंत एक सुखद गंध सूंघ सकते हैं। इसके अलावा, यदि आप कुछ संक्षारक तरल स्प्रे करते हैं, तो आप तुरंत एक अप्रिय गंध सूंघ सकते हैं।

यह कैसे होता है? इस या उस गैस के अणु हवा के अणुओं की तरह एक अव्यवस्थित गति में हैं। धीरे-धीरे वे मिश्रण करना शुरू करते हैं, अर्थात्, इस गैस के अणु हवा के अणुओं के बीच की जगह में प्रवेश करते हैं, और इसके विपरीत। इस प्रकार, थोड़ी देर के बाद, कुछ अणु व्यक्ति की नाक में प्रवेश करते हैं, और वह बदबू आती है। हर रोज के अनुभव के आधार पर हम यह निष्कर्ष निकाल सकते हैं गैसों में प्रसार काफी तेज होता है।

फिर सवाल उठता है: तरल पदार्थ में प्रसार हो सकता है? निश्चित रूप से। पिछले विषय में, पानी को रंगने पर एक प्रयोग किया गया था। पानी कैसे रंगा है? जब पेंट पानी में उतर गया, तो पेंट के अणु पानी के अणुओं और इसके विपरीत के बीच की जगह को भेदने लगे। नतीजतन, पानी समान रूप से रंगीन था। यह ध्यान दिया जा सकता है कि ऐसी घटनाएं हर दिन हमें घेरती हैं। उदाहरण के लिए, विसरण की घटना चाय या कॉफी का पकना है।

जब चाय या कॉफी को उबलते पानी के साथ डाला जाता है, तो पानी धीरे-धीरे रंगीन हो जाता है। यह ध्यान रखने के लिए महत्वपूर्ण है यदि पानी पर्याप्त गर्म नहीं है, तो चाय और कॉफी दोनों अच्छी तरह से नहीं पीएंगे, सामान्य से बहुत धीमी... निष्कर्ष इस प्रकार है: तापमान में वृद्धि से प्रसार में तेजी आती है। इसके विपरीत, तापमान कम होने से विसरण धीमा हो जाता है।

प्रश्न: ठोस पदार्थों में प्रसार हो सकता है? एक खड़ी कार डामर पर खड़ी हो सकती है, लेकिन इसके टायर सड़क की सतह के साथ नहीं मिलते हैं। लोग कपड़ों में इधर-उधर घूमते हैं, कुर्सी पर बैठते हैं वगैरह-वगैरह, लेकिन कोई मिलावट नहीं है। निष्कर्ष पर न जाएं। तथ्य यह है कि ठोस पदार्थों में प्रसार बहुत धीमा होता हैइसलिए यह रोजमर्रा के अनुभव का हवाला देने लायक नहीं है। फिर भी, कई सफल प्रयोग इस बात की पुष्टि करते हैं कि प्रसार ठोस पदार्थों में भी होता है। उदाहरण के लिए, यदि आप सीसा और सोने की प्लेटों को बहुत अच्छी तरह से पॉलिश करते हैं और उन्हें एक-दूसरे से जोड़ते हैं, अच्छी तरह से दबाते हैं, तो विसरण प्रक्रिया घटित होगी। सोने में केवल एक मिलीमीटर तक घुसने के लिए लगभग 5 साल लगते हैं।

एक अन्य उदाहरण 19 वीं शताब्दी के एक अंग्रेजी धातुकर्म विलियम रॉबर्ट्स-ऑस्टिन द्वारा किया गया एक समान प्रयोग है।

उन्होंने एक ही विचार का इस्तेमाल किया: उन्होंने एक लीड सिलेंडर के एक छोर पर सोने की एक परत लगाई। उसके बाद, उन्होंने सिलेंडर को एक ओवन में रखा, और इसे लगभग 200 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर लगभग दस दिनों तक रखा। रॉबर्ट्स-ऑस्टिन ने फिर सिलेंडर को पतली डिस्क में काट दिया ताकि यह पता चल सके कि सोने ने कितना सीसा घुसाया था। यह पता चला कि अंत में जहां शुद्ध सीसा था, सोने की काफी औसत दर्जे की मात्रा थी। इसके विपरीत, नेतृत्व सोने में घुस गया है। यह अनुभव, पिछले एक की तुलना में, पूरी तरह से प्रदर्शित करता है कि तापमान कितनी तेजी से प्रसार की दर को प्रभावित करता है।

व्यायाम।

अभ्यास 1... निर्धारित करें कि कौन से सूचीबद्ध उदाहरण विसरण का एक उदाहरण है।

फेसला:

आंकड़े तीन प्रक्रियाओं को दर्शाते हैं: एक बर्तन से दूसरे में तरल डालना, तरल को गर्म करना और चाय में चीनी का एक टुकड़ा भंग करना। हम प्रसार के बारे में कब बात कर सकते हैं? प्रसार दूसरे पदार्थ के अणुओं के बीच एक पदार्थ के अणुओं के सहज पारस्परिक प्रवेश की घटना है। जब एक कंटेनर से दूसरे कंटेनर में तरल डाला जाता है, तो पदार्थ का एक सरल पृथक्करण होता है, इसके अणुओं को कुछ अन्य अणुओं के साथ मिलाए बिना। इसलिए, पहला मामला विसरण का उदाहरण नहीं है। तरल को गर्म करना भी विसरण का उदाहरण नहीं है। निस्संदेह, बढ़ते तापमान के साथ प्रसार में तेजी आती है। लेकिन यहां हम केवल एक तरल के बारे में बात कर रहे हैं, और इसके अर्थ में प्रसार, केवल दो या अधिक पदार्थों की भागीदारी के साथ हो सकता है। तीसरे उदाहरण में, निश्चित रूप से, प्रसार होता है, क्योंकि चीनी अणु पानी के अणुओं के बीच अंतरिक्ष में घुस गए हैं, इस प्रकार एक समाधान बनता है।

व्यायाम २... निर्धारित करें कि किस मामले में प्रसार सबसे तेजी से होगा।

फेसला:

आंकड़ा तीन अलग-अलग स्थितियों को दर्शाता है। प्रसार कब तेजी से होगा? आंकड़े ठोस पदार्थों के प्रसार का एक उदाहरण और तरल पदार्थों के प्रसार के दो उदाहरण दिखाते हैं। ठोस पदार्थों में, द्रव और गैसों की तुलना में प्रसार में अधिक समय लगता है। इसलिए, हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि पहले मामले में, प्रसार सबसे धीरे-धीरे होगा। अन्य दो मामलों में, पानी और तेल प्रसार के उदाहरण प्रस्तुत किए गए हैं। एक मामले में, हम कमरे के तापमान पर पानी के बारे में बात कर रहे हैं, और दूसरे में - उबलते पानी के बारे में। जहां तक \u200b\u200bकि उच्च तापमान तेजी से प्रसार को बढ़ावा देता है, हम कह सकते हैं कि दूसरे मामले में, प्रसार सबसे तेजी से होगा।

मुख्य निष्कर्ष:

– ब्राउनियन गति एक घटना है उल्टा पुल्टा अणुओं की गति।

– प्रसार एक घटना है जिसमें है सहज पारस्परिक किसी पदार्थ के अणुओं का दूसरे पदार्थ के अणुओं के बीच प्रवेश।

– प्रसार सुंदर हे गैसों में जल्दी से बहती है तथा तरल पदार्थों में थोड़ा धीमा.

- ठोस पदार्थों में प्रसार बहुत धीमा है.

- डिफ्यूजन ज्यादा होने पर तेज होता है तापमान.