84. На реке со скоростью течения 5 м/сек лодка с собственной скоростью 10 м/сек, двигаясь по течению реки, проходит расстояние от А до Б за 5 сек. За сколько секунд лодка, двигаясь с той же скоростью, пройдет обратный путь от Б до А?
Расстояние, пройденное лодкой по течению:
S = (v + v₀)·t₁, где v = 10 м/с - собственная скорость лодки
v₀ = 5 м/с - скорость течения реки
t₁ = 5 c - время движения лодки от А до Б
против течения:
S = (v - v₀)·t₂
Так как оба раза лодка проходит одинаковое расстояние, то:
Диффу́зия (лат. diffusio — распространение, растекание, рассеивание, взаимодействие) — процесс взаимного проникновения молекул или атомов одного вещества между молекулами или атомами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму[1]. В некоторых ситуациях одно из веществ уже имеет выравненную концентрацию и говорят о диффузии одного вещества в другом. При этом перенос вещества происходит из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией (вдоль вектора градиента концентрации).
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. Важную роль диффузия частиц играет в физике плазмы.
Скорость протекания диффузии зависит от многих факторов. Так, в случаеметаллического стержня тепловая диффузия проходит с огромной скоростью. Если же стержень изготовлен из синтетического материала, тепловая диффузия протекает медленно. Диффузиямолекул в общем случае протекает ещё медленнее. Например, если кусочексахара 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, если медьпокрыть золотом, то будет происходить диффузия золота в медь, но при нормальных условиях (комнатная температура и атмосферное давление) золотосодержащий слой достигнет толщины в несколько микронов только через несколько тысяч лет. Другой пример: на золотой слиток был положен слиток свинца, и под грузом за пять лет свинцовый слиток проник в золотой слиток на сантиметр.
Первое количественное описание процессов диффузии было дано немецкимфизиологом А. Фиком в 1855 году.
84. На реке со скоростью течения 5 м/сек лодка с собственной скоростью 10 м/сек, двигаясь по течению реки, проходит расстояние от А до Б за 5 сек. За сколько секунд лодка, двигаясь с той же скоростью, пройдет обратный путь от Б до А?
Расстояние, пройденное лодкой по течению:
S = (v + v₀)·t₁, где v = 10 м/с - собственная скорость лодки
v₀ = 5 м/с - скорость течения реки
t₁ = 5 c - время движения лодки от А до Б
против течения:
S = (v - v₀)·t₂
Так как оба раза лодка проходит одинаковое расстояние, то:
(v + v₀)·t₁ = (v - v₀)·t₂
t₂ = (v + v₀)·t₁ : (v - v₀) = (10 + 5) · 5 : (10 - 5) = 75 : 5 = 15 (c)