Шингэн нь бөөгнөрөлийн завсрын төлөв байдгаас эхэлье. Буцалж буй эгзэгтэй цэгт энэ нь хийтэй төстэй бөгөөд бага температурт хатуу бодистой төстэй шинж чанарууд гарч ирдэг. Шингэн нь төгс загвартай байдаггүй бөгөөд энэ нь түүний тэнцвэрт термодинамик шинж чанар, хөлдөх цэг, зуурамтгай чанар, тархалт, дулаан дамжуулалт, гадаргуугийн хурцадмал байдал, энтропи, энтальпийн тодорхойлолтыг ихээхэн хүндрүүлдэг.
Тодорхойлолт
Диффуз гэж юу вэ? Энэ нь бодисын солилцоо, тэнцвэрт концентрацийг бий болгоход хүргэдэг орчны хэсгүүдийн тархалт, тархалт, хөдөлгөөн юм. Гадны нөлөө байхгүй тохиолдолд энэ үйл явц нь бөөмсийн дулааны хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Энэ тохиолдолд тархалтын процесс нь концентрацтай шууд пропорциональ байна. Тархалтын урсгал нь концентрацийн градиенттэй адил өөрчлөгдөнө.
Сортууд
Хэрэв шингэн дэх диффуз нь температурын өөрчлөлтөөр үргэлжилдэг бол дулааны диффуз, цахилгаан талбарт - электродиффуз гэж нэрлэдэг.
Шингэн болон хийн доторх том тоосонцорыг хөдөлгөх үйл явц дор явагддагБрауны хөдөлгөөний хуулиуд.
Урсгалын онцлог
Хий, шингэн болон хатуу биет дэх тархалт янз бүрийн хурдаар явагддаг. Төрөл бүрийн орчин дахь бөөмсийн дулааны хөдөлгөөний шинж чанарын ялгаатай байдлаас шалтгаалан процесс нь хий дэх хамгийн дээд хурдтай, хатуу биет дэх хамгийн бага хурдтай байдаг.
Бөөмийн чиглэл, хурд нь үе үе өөрчлөгддөг тул тасархай шугам юм. Эмх замбараагүй хөдөлгөөний улмаас бөөмийг анхны байрлалаас нь аажмаар арилгах нь ажиглагдаж байна. Түүний шулуун шугамын дагуух шилжилт нь тасархай зам дагуу явагдах замаас хамаагүй богино байна.
Фикийн хууль
Шингэн дэх тархалт нь Фикийн хоёр хуульд захирагддаг:
- тархалтын урсгалын нягт нь тархалтын коэффициент бүхий концентрацтай шууд пропорциональ;
- Тархалтын урсгалын нягтын өөрчлөлтийн хурд нь концентрацийн өөрчлөлтийн хурдтай шууд пропорциональ бөгөөд эсрэг чиглэлтэй байна.
Шингэн дэх тархалт нь молекулуудын нэг тэнцвэрийн байрлалаас нөгөөд шилжих замаар тодорхойлогддог. Ийм үсрэлт бүр нь бусад бөөмстэй холбоо таслахад хангалттай хэмжээний энергийг молекулд өгөх үед ажиглагддаг. Дундаж үсрэлт нь молекулуудын хоорондох зайнаас хэтрэхгүй.
Шингэн дэх диффуз гэж юу болох талаар ярилцахдаа процесс нь температураас хамаардаг гэдгийг анхаарна уу. Түүний өсөлт нь шингэний бүтэц "сулрах" бөгөөд үүний үр дүнд шингэний хэмжээ огцом нэмэгддэг.нэгж цаг тутамд үсрэх тоо.
Хий, шингэн болон хатуу биет дэх тархалт нь зарим онцлог шинж чанартай байдаг. Жишээлбэл, хатуу биетэд энэ механизм нь болор тор доторх атомуудын хөдөлгөөнтэй холбоотой байдаг.
Үзэгдэлийн онцлог
Шингэн дэх тархалт нь анхдагч нэг төрлийн бус орчинд бодисын концентрацийг тэнцүүлэх замаар явагддаг тул практик сонирхол татдаг. Өндөр агууламжтай хэсгүүдээс илүү их тоосонцор гадагшилдаг.
Туршилт
Шингэнтэй хийсэн туршилтаар диффуз нь химийн кинетикт онцгой ач холбогдолтой болохыг харуулсан. Урвалж буй бодис эсвэл катализаторын гадаргуу дээрх химийн процессын явцад энэ процесс нь урвалын бүтээгдэхүүнийг зайлуулах хурд болон анхны урвалжуудыг нэмэхэд хувь нэмэр оруулдаг.
Шингэн дэх тархалтыг юу гэж тайлбарладаг вэ? Уусгагчийн молекулууд тунгалаг мембранаар нэвтэрч, осмосын даралтыг бий болгодог. Энэ үзэгдэл нь бодисыг ялгах химийн болон физикийн аргуудад хэрэглэгдэх болсон.
Биологийн систем
Энэ тохиолдолд уушгинд орох агаарын хүчилтөрөгч, гэдэснээс хоол боловсруулах бүтээгдэхүүнийг цусанд шингээх, эрдэс элементүүдийг үндэс үсээр шингээх жишээн дээр диффузын загварыг авч үзэж болно. Ионы тархалт нь булчин болон мэдрэлийн эсүүдээр биоцахилгаан импульс үүсгэх үед тохиолддог.
Нөлөөлөх физик хүчин зүйлБиеийн эсэд тодорхой элементүүдийн хуримтлалын сонгомол байдал нь эсийн мембранаар дамжин ионуудын нэвтрэлтийн янз бүрийн хурд юм. Энэ процессыг Фикийн хуулиар илэрхийлж, диффузийн коэффициентийн утгыг мембраны нэвчилтээр сольж, концентрацийн градиентийн оронд мембраны хоёр тал дахь утгын зөрүүг ашиглана. Ус ба хий нь эсэд тархах замаар эсийн гадна болон доторх осмосын даралтын үзүүлэлтүүд өөрчлөгддөг.
Тархалт юунаас шалтгаалж байгааг шинжлэхэд энэ үйл явцын хэд хэдэн төрөл байдгийг бид тэмдэглэж байна. Энгийн хэлбэр нь ион ба молекулуудын цахилгаан химийн потенциалын градиент руу чөлөөтэй шилжихтэй холбоотой юм. Жишээлбэл, метилийн спирт, ус зэрэг молекулууд нь жижиг хэмжээтэй бодисуудад энэ сонголт тохиромжтой.
Хязгаарлагдмал хувилбар нь бодисын дамжуулалтыг сул гэж үздэг. Жишээлбэл, жижиг хэсгүүд ч эс рүү нэвтэрч чадахгүй.
Түүхийн хуудас
Диффузийг эртний Грекийн соёлын оргил үед илрүүлсэн. Демокрит, Анаксогор нар аливаа бодис атомаас бүрддэг гэдэгт итгэлтэй байв. Тэд байгальд нийтлэг байдаг олон төрлийн бодисыг бие даасан атомуудын хоорондын холбоогоор тайлбарлав. Эдгээр тоосонцор холилдож шинэ бодис үүсгэж болно гэж тэд таамаглаж байсан. Тархалтын механизмыг тайлбарласан молекул-кинетик онолыг үндэслэгчдийн дунд Михаил Ломоносов онцгой үүрэг гүйцэтгэсэн. Тэд молекул, атомын тодорхойлолтыг өгч, уусалтын механизмыг тайлбарлав.
Туршилт
Сахартай туршлага нь тархалтын бүх шинж чанарыг ойлгох боломжийг олгодог. Хүйтэн цайнд нэг хэсэг элсэн чихэр хийвэл аяганы ёроолд аажим аажмаар өтгөн сироп үүснэ. Энэ нь энгийн нүдээр харагддаг. Хэсэг хугацааны дараа сироп нь шингэний хэмжээгээр жигд тархаж, харагдахгүй болно. Энэ процесс нь аяндаа явагддаг бөгөөд уусмалын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холих шаардлагагүй. Үүний нэгэн адил үнэртэй усны анхилуун үнэр өрөөнд тархдаг.
Дээрх туршилтаас харахад диффуз гэдэг нь нэг бодисын молекул нөгөөд нь нэвтрэн орох аяндаа явагддаг процесс юм. Таталцлын хүч байгаа хэдий ч бодисын тархалт бүх чиглэлд явагддаг. Ийм үйл явц нь бодисын молекулуудын байнгын хөдөлгөөнийг шууд батлах явдал юм.
Тиймээс дээрх жишээн дээр элсэн чихэр, усны молекулуудын тархалт хийгдэх бөгөөд энэ нь шингэний эзлэхүүнд органик бодисын молекулуудын жигд тархалт дагалддаг.
Туршилтууд нь зөвхөн шингэнд төдийгүй хийн бодис дахь диффузийг илрүүлэх боломжийг олгодог. Жишээлбэл, та жин дээр эфирийн ууртай сав суулгаж болно. Аажмаар аяганууд тэнцвэржиж, дараа нь эфирийн шил илүү хүнд болно. Энэ үзэгдлийн шалтгаан юу вэ?
Цаг хугацаа өнгөрөх тусам эфирийн молекулууд агаарын тоосонцортой холилдож, өрөөнд өвөрмөц үнэр мэдрэгдэж эхэлдэг. Ахлах сургуулийн физикийн хичээл дээр багш калийн перманганатын (калийн перманганат) үр тариаг усанд уусгах туршилтыг авч үздэг. Эхлээд үр тарианы хөдөлгөөний тодорхой зам харагдана.гэхдээ аажмаар бүхэл бүтэн шийдэл нь жигд сүүдэр олж авдаг. Туршилт дээр үндэслэн багш диффузийн онцлогийг тайлбарлав.
Шингэн дэх процессын хурдад нөлөөлж буй хүчин зүйлсийг тодорхойлохын тулд та өөр өөр температуртай ус ашиглаж болно. Халуун шингэнд молекулуудын харилцан холилдох үйл явц илүү хурдан явагддаг тул температурын утга ба тархалтын хурд хоёрын хооронд шууд хамааралтай байдаг.
Дүгнэлт
Хий, шингэн болон хатуу биетүүдтэй хийсэн туршилтууд нь физикийн хуулиудыг боловсруулах, бие даасан хэмжигдэхүүнүүдийн хоорондын хамаарлыг тогтоох боломжийг олгодог.
Туршилтын үр дүнд нэг бодисын бөөмсийг нөгөөд нь харилцан нэвтрүүлэх механизмыг тогтоож, тэдгээрийн хөдөлгөөний эмх замбараагүй байдал нотлогдсон. Эмпирик байдлаар тархалт нь хийн бодист хамгийн хурдан явагддаг болохыг тогтоожээ. Энэ үйл явц нь зэрлэг ан амьтдын хувьд маш чухал бөгөөд шинжлэх ухаан, технологид ашиглагддаг.
Энэ үзэгдлийн ачаар дэлхийн агаар мандлын нэгэн төрлийн найрлага хадгалагдаж байна. Үгүй бол тропосферийн давхарга нь тусдаа хийн бодис болж, амьсгалахад тохиромжгүй хүнд нүүрстөрөгчийн давхар исэл манай гаригийн гадаргуутай хамгийн ойр байх болно. Энэ нь юунд хүргэх вэ? Зэрлэг амьтад оршин тогтнохоо болино.
Ургамлын ертөнцөд тархалтын үүрэг бас агуу юм. Модны өтгөн титэмийг навчны гадаргуугаар дамжин тархах солилцоогоор тайлбарлаж болно. Үүний үр дүнд зөвхөн амьсгалах төдийгүй модны тэжээлийг гүйцэтгэдэг. Одоогоор газар тариалангийнбут сөөг, модыг навчаар тэжээх аргыг хэрэглэдэг бөгөөд энэ нь титэмийг тусгай химийн нэгдлээр шүрших явдал юм.
Тархалтын үед ургамал хөрснөөс шим тэжээл авдаг. Амьд организмд тохиолддог физиологийн процессууд мөн энэ үзэгдэлтэй холбоотой байдаг. Жишээлбэл, тархалтгүйгээр давсны тэнцвэрийг хадгалах боломжгүй юм. Ийм үйл явц нь нуур, голуудыг хүчилтөрөгчөөр хангахад чухал ач холбогдолтой юм. Усан сангийн гүнд хий нь диффузоор яг нарийн ордог. Хэрэв ийм үйл явц байхгүй байсан бол усан сан доторх амьдрал байхгүй болно.
Хүн янз бүрийн өвчний эмгэг төрүүлэгчдөөс өөрийгөө хамгаалах, сайн сайхан байдлыг сайжруулах боломжийг олгодог эмийн хэрэглээ нь мөн тархалтад суурилдаг. Энэ үзэгдлийг металл гагнах, манжингийн чипсээс чихрийн шүүс үйлдвэрлэх, чихэр бэлтгэх зэрэгт ашигладаг. Диффузыг ашигладаггүй орчин үеийн үйлдвэрлэлийн ийм салбарыг олоход хэцүү байдаг.
