Диффузия - одно из самых значимых явлений в физике. Оно играет чрезвычайно важную роль в живой природе, его широко применяют в технике, в повседневной жизни. Но, оказывается, что процесс диффузии играет большую роль в загрязнении воздуха, рек, морей и океанов. Как разного рода загрязнители проникают в те вещества, которые обеспечивают жизнедеятельность растений, животных, человека? Давайте с вами проведем исследование и узнаем как диффузия воздействует на окружающую среду , какую пользу и вред она приносит.
Диффузия вокруг нас
Диффузия - явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.Примером диффузии в газах является распространение запахов в воздухе, но запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время. Почему так происходит? Просто движению молекул пахучего вещества в определенном направлении мешает движение молекул воздуха. Траектория движения каждой частицы газа представляет собой ломаную линию, т.к. при столкновениях она меняет направление и скорость движения. Поэтому диффузионное проникновение молекул значительно медленнее их свободного движения. Явление диффузии показывает, что молекулы все время хаотично движутся и притом в различных направлениях. Такое движение называется молекулярным тепловым движением. Диффузия, также доказывает, что между молекулами имеются промежутки.Известно, что частицы движутся и в газах, и в жидкостях, и в твердых телах, то в этих веществах возможна диффузия.Наиболее быстро диффузия происходит в газах, медленнее в жидкостях и медленнее всего в твёрдых телах. Дело в том, что в газах и жидкостях основной вид теплового движения частиц приводит к их перемешиванию, а в твердых телах, в кристаллах, где атомы совершают малые колебания около положения узла решётки, нет. Скорость протекания диффузии зависит от: агрегатного состояния вещества; массы молекул; температуры.
Явление диффузии играет большую роль в природе. Так, например, благодаря диффузии поддерживается однородный состав атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с диффузии. Корни растений захватывают необходимые для растения вещества из почвенных вод благодаря диффузионному потоку внутрь корней.На явлении диффузии основаны многие физиологические процессы, происходящие в организме человека: такие как дыхание, всасывание питательных веществ в кишечнике и др. Диффузия находит широкое применение в различных сферах деятельности человека. На этом явлении основана, например, диффузионная сварка металлов, никелирование. Результатом диффузии может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. На явлении диффузии основаны соление овощей, варка варения, получение компотов и многое другое.В общем, диффузия имеет большое значение в природе и жизнедеятельности человека, но это явление также вредно в отношении загрязнения окружающей среды. На протекание диффузных процессов в природе отрицательное влияние оказывает деятельность человека. Большую роль играют диффузионные процессы в снабжении кислородом природных водоемов. Кислород попадает в более глубокие слои воды в водоемах за счет диффузии через их свободную поверхность. Поэтому любое загрязнение поверхности воды, губительно для всего живого в водоеме. Загрязняющие вещества, выбрасываемые в атмосферу из дымовых труб промышленных и энергетических предприятий, выхлопные газы автомобилей, благодаря диффузии, распространяются на большие расстояния. Воздух и земля ещё загрязняется бытовыми отходами. Загрязняющие вещества попадают в пищу, воздух, воду и наносят огромный вред здоровью человека. Ярким проявлением диффузии, напрямую связанным с экологическими проблемами – это грязный, фактически отравленный выхлопными газами автомобилей, воздух в черте крупных городов, загрязнение отравляющими отходами многочисленных водоёмов, почвы и т.д.
Давайте вместе проведем исследование и выясним, на примере распространения пахучего вещества в воздухе как явление диффузии загрязнению воздуха (проведем аналогию между молекулами загрязняющего вещества и молекулами пахучего вещества). Приведем примеры типичных загрязнителей атмосферы, рек и водоемов, полей и лесов. Узнаем, какие существуют защиты окружающей среды от загрязнения.
Объяснение:
Пронумеруем резисторы по правилу
"слева-направо, сверху-вниз".
Резистор R3 закорочен перемычками,
поэтому его можно исключить.
R(1,2)=(R1*R2):(R1+R2)=2 Ом;
R(1,2,4)=R(1,2)+R4=3 Ом;
R(8,10)=R8+R10=6 Ом;
R(7,8,10)={R7*R(8,10)}:{R7+R(8,10)}=2 Ом;
R5=R6 => R(5,6)=R5/2=R6/2=2 Ом;
R(5,6)=R(7,8,10)=2 Ом => R(5-8,10)=R(5,6)/2 =
= R(7,8,10)/2=1 Ом;
R(5-10)=R9+R(5-8,10)=6 Ом;
Rэкв={R(1,2,4)*R(5-10)}:{R(1,2,4+R(5-10)}=2 Ом;
Uab=I*Rэкв=30 B;
I4=Uab/R(1,2,4)=10 A;
U4=I4*R4=10 B;
U1=U2=Uab-U4=20 B;
I1=U1/R1=3,(3)≈3,3 A;
I2=U2/R2=6,(6)≈6,7 A; *[I2=I4-I1=6,7 A]
I9=Uab/R(5-10)=5 A; *[I9=I-I4=5 A]
U9=I9*R9=25 B;
U5=U6=U7=Uab-U9=5 B; *[U5=U6=U7=I9*R(5-10)=5 B]
I5=U5/R5=U6/R6=1,25 A;
I7=U7/R7=1,(6)≈1,7 A;
I8=I10=U7/R(8,10)=0,8(3)≈0,8 A; *[I8=I10=I9-I5-I6-U7=0,8 A]
U8=I8*R8=4 B;
U10=I10*R10=0,8 B.
---
*[Вариант вычисления]