Сіз төбеде кездейсоқ үйіліп жатқан кішкентай тітіркендіргіш миджаларды көрдіңіз бе? Кейде олар ауада қимылсыз ілулі тұрғандай көрінеді. Бұл үйір бір жағынан қозғалыссыз, екінші жағынан оның ішіндегі жәндіктер үнемі оңға, солға, жоғарыға, төменге жылжып, бір-бірімен үздіксіз соқтығысып, осы бұлттың ішінде көзге көрінбейтін бір күш оларды ұстап тұрғандай қайта шашырап отырады..
Молекулалардың қозғалысы бірдей ретсіз, ал дене тұрақты пішінді сақтайды. Бұл қозғалыс молекулалардың жылулық қозғалысы деп аталады.
Браун қозғалысы
Анау 1827 жылы атақты британдық ботаник Роберт Браун судағы микроскопиялық тозаң бөлшектерінің әрекетін зерттеу үшін микроскопты пайдаланды. Ол бөлшектердің үнемі ретсіз, қайшы логикалық тәртіпте қозғалатынына және бұл кездейсоқ қозғалыс еш нәрсеге тәуелді емес екеніне назар аударды.олар болған сұйықтықтың қозғалысы немесе оның булануы. Тозаңның ең кішкентай бөлшектері күрделі, жұмбақ траекторияларды сипаттады. Бір қызығы, мұндай қозғалыстың қарқындылығы уақыт өте келе төмендемейді және ортаның химиялық қасиеттеріне байланысты емес, тек осы ортаның тұтқырлығы немесе қозғалатын бөлшектердің мөлшері азайған жағдайда ғана артады. Сонымен қатар, температура молекулалардың қозғалыс жылдамдығына үлкен әсер етеді: ол неғұрлым жоғары болса, бөлшектер соғұрлым жылдамырақ қозғалады.
Диффузия
Баяғыда адамдар дүниедегі барлық заттардың ең кішкентай бөлшектерден: иондардан, атомдардан, молекулалардан тұратынын және олардың арасында бос орындар бар екенін және бұл бөлшектер үнемі және кездейсоқ қозғалатынын түсінді.
Диффузия – молекулалардың жылулық қозғалысының салдары. Біз мысалдарды күнделікті өмірде дерлік кез келген жерде байқай аламыз: күнделікті өмірде де, жабайы табиғатта да. Бұл иістердің таралуы, әртүрлі қатты заттарды желімдеу, сұйықтықтарды араластыру.
Ғылыми тілмен айтсақ, диффузия – бір заттың молекулаларының екінші зат молекулалары арасындағы саңылауларға ену құбылысы.
Газдар және диффузия
Газдардағы диффузияның ең қарапайым мысалы - иістердің (жағымды да, онша ұнамсыз да) ауада жеткілікті жылдам таралуы.
Газдардағы диффузия өте қауіпті болуы мүмкін, себебі бұл құбылыс көміртегі тотығымен және басқа улы газдармен улану найзағай жылдамдығымен жүреді.
Сұйықтардағы диффузия
Газдардағы диффузия жылдам, көбінесе секундтарда жүреді, ал сұйықтықтардағы диффузия бірнеше минутты алады жәнекейде тіпті сағаттар. Бұл тығыздық пен температураға байланысты.
Сұйықтардағы диффузияның бір мысалы - тұздардың, спирттердің және қышқылдардың өте жылдам еруі, қысқа уақыт ішінде біртекті ерітінділер түзуі.
Қатты денелердегі диффузия
Қатты денелерде диффузия ең қиын, қалыпты бөлме немесе сыртқы температурада ол көрінбейді. Барлық қазіргі және ескі мектеп оқулықтарында қорғасын және алтын пластиналармен жасалған тәжірибелер қатты денелердегі диффузияның мысалы ретінде сипатталған. Бұл тәжірибе төрт жылдан астам уақыттан кейін ғана алтынның болмашы мөлшері қорғасынға, ал қорғасын алтынға бес миллиметрден аспайтын тереңдікке енгенін көрсетті. Бұл айырмашылық қорғасынның тығыздығы алтынның тығыздығынан әлдеқайда жоғары болуына байланысты.
Демек, диффузияның жылдамдығы мен қарқындылығы заттың тығыздығына және молекулалардың хаотикалық қозғалысының жылдамдығына, ал жылдамдық, өз кезегінде, температураға байланысты. Жоғары температурада диффузия қарқындырақ және жылдамырақ болады.
Күнделікті өмірдегі диффузия мысалдары
Біз күн сайын дерлік әрбір қадамда диффузия құбылысымен кездесетініміз туралы ойламаймыз да. Сондықтан бұл құбылыс физикадағы ең маңызды және қызықты құбылыстардың бірі болып саналады.
Күнделікті өмірдегі диффузияның қарапайым мысалдарының бірі қанттың шай немесе кофеде еруі болып табылады. Егер бір стақан қайнаған суға қанттың бір бөлігін салса, біраз уақыттан кейін ол із-түзсіз жоғалады, ал сұйықтықтың көлемі тіптііс жүзінде өзгеріссіз.
Айналаңызға мұқият қарасаңыз, өмірімізді жеңілдететін диффузияның көптеген мысалдарын таба аласыз:
- ерітетін кір жуғыш ұнтақ, калий перманганаты, тұз;
- шашатын ауа тазартқыштар;
- тамақ спрейлері;
- зығыр бетіндегі кірді жуу;
- суретші түстерді араластыру;
- қамыр илеу;
- қанық сорпаларды, сорпаларды және гравийлерді, тәтті компоттарды және жеміс сусындарын дайындау.
1638 жылы Моңғолиядан оралған елші Василий Старков орыс патшасы Михаил Федоровичке 66 кг дерлік кептірілген жапырақтарды тостағанның оғаш хош иісімен сыйға тартты. Ешқашан қолданып көрмеген мәскеуліктер бұл кептірілген өсімдікті қатты ұнатты және олар оны әлі де қуанышпен пайдаланады. Сіз оны таныдыңыз ба? Әрине, бұл диффузия құбылысына байланысты қайнатылған шай.
Қоршаған ортадағы диффузия мысалдары
Бізді қоршаған әлемде диффузияның рөлі өте жоғары. Диффузияның маңызды мысалдарының бірі - тірі ағзалардағы қан айналымы. Ауадағы оттегі өкпеде орналасқан қан капиллярларына түседі, содан кейін оларда ериді және бүкіл денеге таралады. Өз кезегінде көмірқышқыл газы капиллярлардан өкпе альвеолаларына таралады. Тамақтан бөлінген қоректік заттар жасушаларға таралады.
Шөптесін өсімдіктер түрлерінде диффузия олардың бүкіл жасыл беті арқылы, ірі гүлді өсімдіктерде – жапырақтары мен сабақтары арқылы, бұталар мен ағаштарда – жарықтар арқылы жүреді.діңдер мен бұтақтардың және жасымықтың қабығында.
Сонымен қатар, сыртқы әлемде диффузияның мысалы ретінде өсімдіктердің тамыр жүйесі топырақтан су мен онда еріген минералды заттарды сіңіру болып табылады.
Атмосфераның төменгі қабаты құрамының гетерогенді және бірнеше газдардан тұруының себебі диффузия.
Өкінішке орай, біздің жетілмеген дүниемізде «инъекция» деп те аталатын инъекцияның не екенін білмейтіндер өте аз. Ауырсынатын, бірақ тиімді емдеудің бұл түрі де диффузия құбылысына негізделген.
Қоршаған ортаның ластануы: топырақ, ауа, су объектілері - бұл да табиғаттағы диффузияның мысалдары.
Көгілдір аспанда еріген ақ бұлттар, барлық уақыттағы ақындардың сүйіктісі - ол сонымен қатар әрбір орта және жоғары сынып оқушылары үшін белгілі диффузия!
Демек, диффузия - онсыз біздің өміріміз қиындап қана қоймай, мүмкін емес дерлік.
