Դիֆուզիայի արագություն

Դիֆուզիան ամենապարզ երեւույթներից է, որն ուսումնասիրվում է ֆիզիկայի ընթացքում։ Այս գործընթացը կարելի է պատկերացնել կենցաղային մակարդակում։

Դիֆուզիան մի նյութի ատոմների և մոլեկուլների փոխադարձ ներթափանցման ֆիզիկական գործընթաց է մեկ այլ նյութի նույն կառուցվածքային տարրերի միջև: Այս գործընթացի արդյունքը ներթափանցող միացություններում կոնցենտրացիայի մակարդակի հարթեցումն է։ Դիֆուզիոն կամ խառնումը կարելի է տեսնել ամեն առավոտ ձեր սեփական խոհանոցում՝ թեյ, սուրճ կամ մի քանի հիմնական բաղադրիչներ պարունակող այլ ըմպելիքներ պատրաստելիս:

Նմանատիպ գործընթաց առաջին անգամ գիտականորեն նկարագրել է Ադոլֆ Ֆիկը 19-րդ դարի կեսերին։ Նա տվել է իր սկզբնական անունը, որը լատիներենից թարգմանվում է որպես փոխազդեցություն կամ տարածում։

Դիֆուզիայի արագությունը կախված է մի քանի գործոններից.

• մարմնի ջերմաստիճան;
• հետազոտվող նյութի ագրեգատային վիճակը.

Տարբեր գազերում, որտեղ մոլեկուլների միջև շատ մեծ հեռավորություններ կան, դիֆուզիայի արագությունը կլինի ամենամեծը: Հեղուկներում, որտեղ մոլեկուլների միջև հեռավորությունը նկատելիորեն փոքր է, արագությունը նույնպես նվազեցնում է դրա կատարումը: Դիֆուզիայի ամենացածր արագությունը նկատվում է պինդ մարմիններում, քանի որ մոլեկուլային կապերում կա խիստ կարգ։ Ատոմներն ու մոլեկուլներն իրենք են մի վայրում փոքր թրթռումային շարժումներ անում: Դիֆուզիայի արագությունը մեծանում է շրջակա միջավայրի ջերմաստիճանի բարձրացման հետ:

Ֆիկի օրենքը

Դիտողություն 1

Դիֆուզիայի արագությունը սովորաբար չափվում է նյութի քանակով, որը փոխանցվում է ժամանակի մեկ միավորի համար: Բոլոր փոխազդեցությունները պետք է տեղի ունենան լուծույթի խաչմերուկի տարածքում:

Դիֆուզիայի արագության հիմնական բանաձևը հետևյալն է.

$ \ frac (dm) (dt) = - DC \ frac (dC) (dx) $, որտեղ:

• $ D $-ը կողմի հարաբերակցությունն է,
• $ S $-ը մակերեսի մակերեսն է, և «-» նշանը ցույց է տալիս, որ դիֆուզիոն ավելի բարձր կոնցենտրացիայի շրջանից անցնում է ավելի ցածր:

Այս բանաձեւը մաթեմատիկական նկարագրության տեսքով ներկայացրել է Ֆիկը։

Նրա խոսքով, դիֆուզիոն արագությունը ուղիղ համեմատական ​​է կոնցենտրացիայի գրադիենտին և այն տարածքին, որով տեղի է ունենում դիֆուզիոն պրոցեսը։ Համաչափության գործակիցը որոշում է նյութի դիֆուզիան։

Հայտնի ֆիզիկոս Ալբերտ Էյնշտեյնը դուրս է բերել դիֆուզիոն գործակցի հավասարումները.

$ D = RT / NA \ cdot 1/6 \ pi \ etaŋr $, որտեղ:

• $ R $-ը գազի համընդհանուր հաստատունն է,
• $ T $ - բացարձակ ջերմաստիճան,
• $ r $-ը ցրող մասնիկների շառավիղն է,
• $ D $ - դիֆուզիոն գործակից,
• $ ŋ $-ը միջավայրի մածուցիկությունն է:

Այս հավասարումներից հետևում է, որ դիֆուզիայի արագությունը կաճի.

• երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է;
• աճող կոնցենտրացիայի գրադիենտով:

Դիֆուզիայի արագությունը նվազում է.

• լուծիչի մածուցիկության բարձրացմամբ;
• ցրող մասնիկների չափի մեծացմամբ։

Եթե ​​մոլային զանգվածը մեծանում է, ապա դիֆուզիայի գործակիցը նվազում է։ Այս դեպքում նվազում է նաև դիֆուզիայի արագությունը։

Արագացնող դիֆուզիոն

Կան տարբեր պայմաններ, որոնք նպաստում են դիֆուզիայի արագացմանը։ Դիֆուզիայի արագությունը կախված է հետազոտվող նյութի ագրեգացման վիճակից: Նյութի բարձր խտությունը դանդաղեցնում է քիմիական ռեակցիան։ Ջերմաստիճանի ռեժիմը ազդում է մոլեկուլների փոխազդեցության արագության վրա։ Դիֆուզիայի արագության քանակական բնութագիրը գործակիցն է։ SI չափումների համակարգում այն ​​նշանակված է լատիներեն մեծատառ D ձևով: Այն չափվում է ժամանակի քառակուսի սանտիմետրերով կամ մետրերով:

Սահմանում 1

Դիֆուզիայի գործակիցը հավասար է նյութի քանակին, որը բաշխված է մեկ այլ նյութի միջև մակերեսի որոշակի միավորի վրա: Փոխազդեցությունը պետք է իրականացվի ժամանակի մեկ միավորի ընթացքում: Խնդիրն արդյունավետ լուծելու համար անհրաժեշտ է հասնել այն պայմանին, երբ խտության տարբերությունը երկու մակերեսների վրա հավասար է միասնության։

Նաև պինդ մարմիններում, հեղուկներում գազերում դիֆուզիայի արագությունը ազդում է ճնշման և ճառագայթման ազդեցության տակ: Ճառագայթումը կարող է լինել տարբեր տեսակների, այդ թվում՝ ինդուկցիոն և բարձր հաճախականության: Դիֆուզիան սկսվում է հատուկ կատալիզատոր նյութի ազդեցությամբ: Նրանք հաճախ հանդես են գալիս որպես ձգան կայուն մասնիկների ցրման գործընթացի համար:

Արհենիուսի հավասարումը օգտագործվում է ջերմաստիճանից գործակիցի կախվածությունը նկարագրելու համար։ Այն կարծես այսպիսին է.

$ D = D0exp (-E / TR) $, որտեղ:

• $ T $ - բացարձակ ջերմաստիճան, որը չափվում է Քելվինում,
• $ E $-ը դիֆուզիայի համար պահանջվող նվազագույն էներգիան է:

Բանաձևը թույլ է տալիս ավելին իմանալ ամբողջ դիֆուզիոն գործընթացի բնութագրերի մասին և որոշում է ռեակցիայի արագությունը:

Հատուկ դիֆուզիոն մեթոդներ

Այսօր գործնականում անհնար է կիրառել սպիտակուցների մոլեկուլային քաշը որոշելու սովորական մեթոդներ։ Դրանք սովորաբար հիմնված են չափումների վրա.

• գոլորշու ճնշում;
• եռման կետի բարձրացում;
• լուծույթների սառեցման կետի իջեցում.

Խնդիրն արդյունավետ լուծելու համար օգտագործվում են հատուկ մեթոդներ, որոնք մշակվել են բարձր մոլեկուլային կառուցվածք ունեցող նյութերի ուսումնասիրության համար։ Դրանք ներառում են լուծույթների դիֆուզիայի արագության կամ մածուցիկության որոշում։

Դիֆուզիոն արագությամբ ծակոտիների կողմնորոշման և ձևի որոշման մեթոդը հիմնված է դիալիզի արագության ուսումնասիրության վրա: Այս պահին թաղանթում պետք է տեղի ունենա ազատ դիֆուզիոն։

Նատրիումի դիֆուզիայի արագությունը որոշելու համար կարող են օգտագործվել նաև տարբեր ռադիոիզոտոպներ։ Այս հատուկ մեթոդը օգտագործվում է հանքաբանության և երկրաբանության բնագավառում առաջադրանքները լուծելու համար։

Ակտիվորեն կիրառվում է դիֆուզիոն մեթոդը, որը հիմնված է լուծույթում մակրոմոլեկուլների դիֆուզիայի որոշման վրա։ Այն նախատեսված էր պոլիմերային նյութերի համար։ Ըստ մեթոդի՝ որոշվում է դիֆուզիոն գործակիցը, ապա այդ տվյալներից որոշվում է միջին քաշային մոլեկուլային քաշը։

Ներկայումս կատալիզատորում ջրածնի դիֆուզիայի արագությունը որոշելու ուղղակի մեթոդներ չկան։ Դրա համար օգտագործվում է այսպես կոչված երկրորդ ակտիվացման ուղին:

Արագությունը որոշելու համար ընդունված է օգտագործել հատուկ սարքեր։ Արտաքինով դրանք տարբերվում են առաջադրված գործնական ու գիտական ​​խնդիրներից։

«Էլեկտրոնային մանրադիտակ. թաղանթ» առարկայի բովանդակության աղյուսակ.

Ազդող գործոններ դիֆուզիայի արագություն, համակցված մեջ Ֆիկի օրենքը... Այն նշում է, որ դիֆուզիայի արագությունը համամասնական է հետևյալ արտահայտությանը.

Այսպիսով, ինչ մոլեկուլներ կարող են անցնել թաղանթների միջով դիֆուզիոն հաշիվ? Գազերը, ինչպիսիք են թթվածինը և ածխաթթու գազը, արագորեն ցրվում են թաղանթների միջով: Ջրի մոլեկուլները, թեև խիստ բևեռացված են, բավական փոքր են, որպեսզի սահեն հիդրոֆոբ ֆոսֆոլիպիդային մոլեկուլների միջև առանց միջամտության:

Միեւնույն ժամանակ, իոններ եւ ավելի մեծ բեւեռ հիդրոֆոբ շրջաններով մոլեկուլներթաղանթները վանվում են, և, հետևաբար, չափազանց դանդաղ մեմբրանի միջով: Այլ մեխանիզմներ են պահանջվում դրանց բջիջ մտնելու համար։

Որոշ իոններ և բևեռային մոլեկուլներ բջիջ են մտնում՝ օգտագործելով հատուկ տրանսպորտային սպիտակուցներ... Սրանք ալիքային սպիտակուցներ և կրող սպիտակուցներ են: Այս սպիտակուցների հիդրոֆիլ ուղիները կամ ծակոտիները, որոնք լցված են ջրով, ունեն այս կամ այն ​​իոնին կամ մոլեկուլին համապատասխանող խիստ սահմանված ձև։ Երբեմն ալիքը չի անցնում մեկ սպիտակուցի մոլեկուլի ներսում, այլ մի քանի հարևան մոլեկուլների միջև:

Դիֆուզիոնալիքներով անցնում է երկու ուղղություններով: Այս դիֆուզիոն - տրանսպորտային սպիտակուցների օգնությամբ - կոչվում է հեշտացված դիֆուզիոն... Տրանսպորտային սպիտակուցները, որոնց միջով անցնում են իոնները, կոչվում են իոնային ուղիներ: Սովորաբար իոնային ալիքները հագեցված են «դարպասներով», այսինքն՝ կարող են բացվել ու փակվել։ Իոնային ալիքները, որոնք կարող են բացվել և փակվել, կարևոր դեր են խաղում նյարդային ազդակների փոխանցման գործում:

Channel սպիտակուցներձևը ամրագրված է. Ցիստիկ ֆիբրոզ անունով հայտնի հիվանդությունը պարզվել է, որ սպիտակուցի թերության արդյունք է, որը ծառայում է որպես քլորիդ իոնների համար ալիք: Ի հակադրություն, կրող սպիտակուցներում ձևը ենթարկվում է արագ փոփոխությունների՝ մինչև 100 ցիկլ վայրկյանում։ Նրանք գոյություն ունեն երկու վիճակում, և նրանց գործողության մեխանիզմը «պինգ-պոնգի» խաղ է հիշեցնում։

Նկարը ցույց է տալիս, թե ինչպես է աշխատում այս մեխանիզմը: Պարտադիր փոխադրող սպիտակուցային կայքերմի վիճակում («պինգ») նրանք նայում են դեպի դուրս, իսկ մյուսում («պոնգ») դեպի խցում: Որքան բարձր է լուծված մոլեկուլների կամ իոնների կոնցենտրացիան, այնքան ավելի հավանական է, որ դրանք կապված են: Եթե ​​դրսում լուծված նյութի կոնցենտրացիան ավելի բարձր է, քան բջջում, ինչպես նկարում պատկերված գլյուկոզայի օրինակում, ապա այս նյութի իրական հոսքը կուղղվի դեպի ներս, և այն կմտնի բջիջ:

Ահա թե ինչպես է գլյուկոզան մտնում կարմիր արյան բջիջներ։ Այս տեսակ տեղափոխելը ամեն ինչ ունի դիֆուզիայի բնորոշ նշաններ, չնայած դրան նպաստում է սպիտակուցի ներգրավումը։ Հեշտացված դիֆուզիայի մեկ այլ օրինակ է քլորիդ և բիկարբոնատ իոնների շարժումը էրիթրոցիտների և արյան պլազմայի միջև, այսպես կոչված, քլորիդային հերթափոխի ժամանակ: Սա մեմբրանի մասնակի և ընտրովի թափանցելիություն ապահովող մեխանիզմներից մեկն է։

Դիֆուզիոն (լատիներեն diffusio - տարածում, տարածում, ցրում, փոխազդեցություն) մի նյութի մոլեկուլների փոխադարձ ներթափանցման գործընթացն է մյուսի մոլեկուլների միջև, ինչը հանգեցնում է դրանց կոնցենտրացիաների ինքնաբուխ հավասարեցմանը ողջ զբաղեցրած ծավալով։ Որոշ իրավիճակներում նյութերից մեկն արդեն ունի հավասարեցված կոնցենտրացիան և խոսում են մի նյութի մյուսի մեջ տարածման մասին։ Այս դեպքում նյութի տեղափոխումը տեղի է ունենում բարձր կոնցենտրացիա ունեցող տարածքից դեպի ցածր կոնցենտրացիա ունեցող տարածք (կենտրոնացման գրադիենտին հակառակ)

Դիֆուզիայի օրինակ է գազերի (օրինակ՝ հոտերի տարածումը) կամ հեղուկների խառնումը (եթե թանաքը ջրի մեջ գցվի, ապա որոշ ժամանակ անց հեղուկը միատեսակ գույն կստանա): Մեկ այլ օրինակ կապված է պինդ նյութի հետ՝ շփվող մետաղների ատոմները, մասնիկների դիֆուզիան խաղում է պլազմայի ֆիզիկայում:

Սովորաբար դիֆուզիոն հասկացվում է որպես նյութի տեղափոխմամբ ուղեկցվող գործընթացներ, սակայն երբեմն փոխանցման այլ գործընթացները նույնպես կոչվում են դիֆուզիոն՝ ջերմահաղորդականություն, մածուցիկ շփում և այլն։

Բրինձ.

Դիֆուզիայի արագությունը կախված է բազմաթիվ գործոններից: Այսպիսով, մետաղյա ձողի դեպքում ջերմային դիֆուզիան շատ արագ է ընթանում։ Եթե ​​ձողը պատրաստված է սինթետիկ նյութից, ջերմային դիֆուզիան դանդաղ է ընթանում: Ընդհանուր դեպքում մոլեկուլների դիֆուզիան էլ ավելի դանդաղ է ընթանում։ Օրինակ, եթե շաքարի խորանարդը իջեցնեն մի բաժակ ջրի հատակը, և ջուրը չխառնվի, ապա կանցնի մի քանի շաբաթ, մինչև լուծույթը դառնա համասեռ: Մեկ պինդի դիֆուզիան մյուսի մեջ տեղի է ունենում նույնիսկ ավելի դանդաղ։ Օրինակ, եթե պղինձը պատված է ոսկով, ապա տեղի կունենա ոսկու տարածում պղնձի մեջ, բայց նորմալ պայմաններում (սենյակային ջերմաստիճան և մթնոլորտային ճնշում) ոսկի կրող շերտը կհասնի մի քանի միկրոն հաստության միայն մի քանի հազար տարի հետո:

Դիֆուզիայի երևույթի ֆիզիկական իմաստը

Դիֆուզիայի բոլոր տեսակները ենթարկվում են նույն օրենքներին: Դիֆուզիայի արագությունը համաչափ է նմուշի խաչմերուկի տարածքին, ինչպես նաև կոնցենտրացիաների, ջերմաստիճանների կամ լիցքերի տարբերությանը (այս պարամետրերի համեմատաբար փոքր արժեքների դեպքում): Այսպիսով, ջերմությունը չորս անգամ ավելի արագ կտարածվի երկու սանտիմետր տրամագծով ձողի միջոցով, քան մեկ սանտիմետր տրամագծով ձողի միջոցով: Այս շոգն ավելի արագ կտարածվի, եթե ջերմաստիճանի տարբերությունը 1 սանտիմետրի դիմաց լինի 10°C՝ 5°C-ի փոխարեն: Դիֆուզիայի արագությունը նույնպես համաչափ է որոշակի նյութը բնութագրող պարամետրին: Ջերմային դիֆուզիայի դեպքում այս պարամետրը կոչվում է ջերմահաղորդություն, էլեկտրական լիցքերի հոսքի դեպքում՝ էլեկտրական հաղորդունակություն։ Նյութի քանակությունը, որը ցրվում է տվյալ ժամանակի ընթացքում և տարածվող նյութի անցած տարածությունը, համաչափ են դիֆուզիայի ժամանակի քառակուսի արմատին:

Դիֆուզիան մոլեկուլային մակարդակի գործընթաց է և որոշվում է առանձին մոլեկուլների շարժման պատահական բնույթով: Հետևաբար, դիֆուզիայի արագությունը համաչափ է միջին մոլեկուլային արագությանը: Գազերի դեպքում փոքր մոլեկուլների միջին արագությունն ավելի մեծ է, այն է՝ հակադարձ համեմատական ​​է մոլեկուլային զանգվածի քառակուսի արմատին և մեծանում է ջերմաստիճանի բարձրացման հետ։ Գործնականում հաճախ օգտագործվում են բարձր ջերմաստիճաններում պինդ մարմիններում դիֆուզիոն պրոցեսները: Օրինակ, որոշ տեսակի կաթոդային ճառագայթների խողովակներ (CRTs) օգտագործում են մետաղական թորիում, որը ցրված է մետաղական վոլֆրամի միջով 2000 ° C ջերմաստիճանում:

Եթե ​​գազերի խառնուրդում մի մոլեկուլի զանգվածը չորս անգամ մեծ է մյուսից, ապա այդպիսի մոլեկուլը երկու անգամ ավելի դանդաղ է շարժվում, քան մաքուր գազում իր շարժը։ Համապատասխանաբար, նրա դիֆուզիայի արագությունը նույնպես ավելի ցածր է։ Թեթև և ծանր մոլեկուլների դիֆուզիոն արագությունների այս տարբերությունն օգտագործվում է տարբեր մոլեկուլային քաշ ունեցող նյութերը առանձնացնելու համար։ Իզոտոպների տարանջատումը օրինակ է: Եթե ​​երկու իզոտոպ պարունակող գազն անցնում է ծակոտկեն թաղանթով, ապա ավելի թեթև իզոտոպներն ավելի արագ են թափանցում թաղանթ, քան ավելի ծանրները։ Ավելի լավ տարանջատման համար գործընթացն իրականացվում է մի քանի փուլով. Այս գործընթացը լայնորեն կիրառվել է ուրանի իզոտոպների առանձնացման համար (235U-ի առանձնացումը 238U հիմնական զանգվածից)։ Քանի որ տարանջատման այս մեթոդը էներգատար է, մշակվել են տարանջատման այլ, ավելի խնայող մեթոդներ: Օրինակ, լայնորեն զարգացած է ջերմային դիֆուզիայի օգտագործումը գազային միջավայրում։ Իզոտոպների խառնուրդ պարունակող գազը տեղադրվում է խցիկում, որտեղ պահպանվում է տարածական ջերմաստիճանի տարբերություն (գրադիենտ)։ Այս դեպքում ծանր իզոտոպները ի վերջո կենտրոնանում են ցուրտ տարածաշրջանում:

Ֆիկի հավասարումը.

Թերմոդինամիկայի տեսանկյունից ցանկացած հարթեցման գործընթացի շարժիչ ներուժը էնտրոպիայի աճն է։ Մշտական ​​ճնշման և ջերմաստիճանի դեպքում նման ներուժի դերը խաղում է μ քիմիական ներուժը, որը որոշում է նյութի հոսքերի պահպանումը: Նյութի մասնիկների հոսքը համաչափ է պոտենցիալ գրադիենտին.

Շատ գործնական դեպքերում քիմիական պոտենցիալի փոխարեն օգտագործվում է C կոնցենտրացիան: μ-ի ուղղակի փոխարինումը C-ով դառնում է սխալ բարձր կոնցենտրացիաների դեպքում, քանի որ քիմիական պոտենցիալը կապված է կոնցենտրացիայի հետ՝ համաձայն լոգարիթմական օրենքի: Եթե ​​դուք չեք դիտարկում նման դեպքերը, ապա վերը նշված բանաձևը կարող է փոխարինվել հետևյալով.

որը ցույց է տալիս, որ նյութի հոսքի J խտությունը համաչափ է դիֆուզիոն D [()] գործակցին և կոնցենտրացիայի գրադիենտին։ Այս հավասարումն արտահայտում է Ֆիկի առաջին օրենքը (Ադոլֆ Ֆիկը գերմանացի ֆիզիոլոգ է, ով սահմանել է դիֆուզիայի օրենքները 1855 թվականին)։ Ֆիկի երկրորդ օրենքը կապում է համակենտրոնացման տարածական և ժամանակային փոփոխությունները (դիֆուզիոն հավասարում).

Դիֆուզիոն D գործակիցը կախված է ջերմաստիճանից: Որոշ դեպքերում, լայն ջերմաստիճանի տիրույթում, այս կախվածությունը Arrhenius-ի հավասարումն է:

Քիմիական պոտենցիալ գրադիենտին զուգահեռ կիրառվող լրացուցիչ դաշտը խախտում է կայուն վիճակը: Այս դեպքում դիֆուզիոն գործընթացները նկարագրվում են ոչ գծային Ֆոկեր-Պլանկի հավասարմամբ։ Բնության մեջ մեծ նշանակություն ունեն դիֆուզիոն գործընթացները.

Կենդանիների և բույսերի սնուցում, շնչառություն;

Արյան թթվածնի ներթափանցումը մարդու հյուսվածքի մեջ:

Ֆիկի հավասարման երկրաչափական նկարագրությունը.

Երկրորդ Ֆիկի հավասարման մեջ ձախ կողմում ջերմաստիճանի փոփոխության արագությունն է ժամանակի ընթացքում, իսկ աջ կողմում՝ երկրորդ մասնակի ածանցյալը, որն արտահայտում է ջերմաստիճանների տարածական բաշխումը, մասնավորապես՝ ջերմաստիճանի բաշխման ուռուցիկությունը։ ֆունկցիան, որը նախագծված է x առանցքի վրա:

Գազիզովա Գուզել

«Քայլեր դեպի գիտություն - 2016 թ.

Բեռնել:

Նախադիտում:

Քաղաքային բյուջետային ուսումնական հաստատություն

«Արսկի թիվ 7 միջնակարգ դպրոց» Արսկի

Թաթարստանի Հանրապետության քաղաքային շրջան։

Հանրապետական ​​գիտագործնական կոնֆերանս

«Քայլեր դեպի գիտություն - 2016 թ.

Բաժին` Ֆիզիկա և տեխնիկական ստեղծագործականություն

Հետազոտություն

Թեմա: Ջրում դիֆուզիայի և ջերմաստիճանի ազդեցության դիտարկումը դիֆուզիայի արագության վրա:

Դիրք.

Gazizova Guzel R. Zinnatullin Fidaris Faisalovich

7-րդ դասարանի սովորող ֆիզիկայի ուսուցչուհի 1քմ. կատեգորիաներ.

2016 նոյ.

1. Ներածություն Էջ 3

1. Հետազոտական ​​խնդիր
2. Թեմայի արդիականությունը և հետազոտության գործնական նշանակությունը
3. Հետազոտության առարկա և առարկա
4. Նպատակներ և նպատակներ
5. Հետազոտության վարկած

1. Հետազոտական ​​աշխատանքի հիմնական մասը Էջ 5

1. Դիտարկումների և փորձերի տեղի և պայմանների նկարագրությունը
2. Հետազոտության մեթոդաբանությունը, դրա վավերականությունը
3. Փորձի հիմնական արդյունքները
4. Ընդհանրացում և եզրակացություններ

1. Եզրակացություն Էջ 6
2. Հղումներ Էջ 7

Դիֆուզիոն (լատիներեն diffusio - տարածում, տարածում, ցրում, փոխազդեցություն) մի նյութի մոլեկուլների կամ ատոմների փոխադարձ ներթափանցման գործընթացն է մոլեկուլների կամ մյուսի ատոմների միջև, ինչը հանգեցնում է դրանց կոնցենտրացիաների ինքնաբուխ հավասարեցմանը ողջ զբաղեցրած ծավալով։ Որոշ իրավիճակներում նյութերից մեկն արդեն ունի հավասարեցված կոնցենտրացիան և խոսում են մի նյութի մյուսի մեջ տարածման մասին։ Այս դեպքում նյութի տեղափոխումը տեղի է ունենում բարձր կոնցենտրացիա ունեցող տարածքից դեպի ցածր կոնցենտրացիա ունեցող տարածք:

Եթե ​​ջուրը խնամքով լցվում է պղնձի սուլֆատի լուծույթի մեջ, ապա երկու շերտերի միջև ձևավորվում է թափանցիկ միջերես (պղնձի սուլֆատը ավելի ծանր է, քան ջուրը): Բայց երկու օր հետո անոթի մեջ միատարր հեղուկ կլինի։ Սա լրիվ կամայական է։

Մեկ այլ օրինակ կապված է ամուր մարմնի հետ. եթե ձողի մի ծայրը տաքացվում է կամ էլեկտրական լիցքավորված է, ջերմությունը (կամ, համապատասխանաբար, էլեկտրական հոսանքը) տաք (լիցքավորված) մասից տարածվում է սառը (չլիցքավորված) մաս։ Մետաղական ձողի դեպքում ջերմային դիֆուզիան զարգանում է արագ, և հոսանքը հոսում է գրեթե ակնթարթորեն։ Եթե ​​ձողը պատրաստված է սինթետիկ նյութից, ջերմային դիֆուզիան դանդաղ է, իսկ էլեկտրական լիցքավորված մասնիկների դիֆուզիան շատ դանդաղ է: Մոլեկուլների տարածումը հիմնականում ավելի դանդաղ է ընթանում: Օրինակ, եթե շաքարի խորանարդը իջեցնեն մի բաժակ ջրի հատակը, և ջուրը չխառնվի, ապա կանցնի մի քանի շաբաթ, մինչև լուծույթը դառնա համասեռ: Մեկ պինդի դիֆուզիան մյուսի մեջ տեղի է ունենում նույնիսկ ավելի դանդաղ։ Օրինակ, եթե պղինձը պատված է ոսկով, ապա տեղի կունենա ոսկու տարածում պղնձի մեջ, բայց նորմալ պայմաններում (սենյակային ջերմաստիճան և մթնոլորտային ճնշում) ոսկի կրող շերտը կհասնի մի քանի միկրոմետրի հաստության միայն մի քանի հազար տարի հետո:

Դիֆուզիոն պրոցեսների առաջին քանակական նկարագրությունը տվել է գերմանացի ֆիզիոլոգ Ա.Ֆիկը 1855 թվականին։

Դիֆուզիան տեղի է ունենում գազերում, հեղուկներում և պինդ մարմիններում, և կարող են ցրվել ինչպես օտար նյութերի մասնիկները, այնպես էլ նրանց սեփական մասնիկները:

Դիֆուզիոն մարդու կյանքում

Ուսումնասիրելով դիֆուզիոն ֆենոմենը՝ ես հանգեցի այն եզրակացության, որ հենց այս երեւույթի շնորհիվ է մարդ ապրում։ Ի վերջո, ինչպես գիտեք, օդը, որը մենք շնչում ենք, բաղկացած է գազերի խառնուրդից՝ ազոտ, թթվածին, ածխաթթու գազ և ջրային գոլորշի: Այն գտնվում է տրոպոսֆերայում՝ մթնոլորտի ստորին հատվածում։ Եթե ​​չլինեին դիֆուզիոն պրոցեսներ, ապա մեր մթնոլորտը պարզապես կշերտավորվեր ձգողականության ազդեցության տակ, որը գործում է Երկրի մակերևույթի կամ նրա մոտ գտնվող բոլոր մարմինների վրա, ներառյալ օդի մոլեկուլները: Ներքևում կլիներ ածխաթթու գազի ավելի ծանր շերտ, վերևում՝ թթվածին, վերևում՝ ազոտ և իներտ գազեր։ Բայց նորմալ կյանքի համար մեզ թթվածին է պետք, ոչ թե ածխաթթու գազ: Դիֆուզիոն տեղի է ունենում նաև հենց մարդու մարմնում։ Մարդու շնչառությունը և մարսողությունը հիմնված են դիֆուզիայի վրա: Եթե ​​խոսենք շնչառության մասին, ապա ժամանակի յուրաքանչյուր պահին ալվեոլները շրջապատող արյունատար անոթներում կա մոտ 70 մլ արյուն, որից ածխաթթու գազը ցրվում է ալվեոլների մեջ, իսկ թթվածինը` հակառակ ուղղությամբ: Ալվեոլի հսկայական մակերեսը հնարավորություն է տալիս նվազեցնել ներալվեոլային օդի հետ արյան փոխանակող գազերի շերտի հաստությունը մինչև 1 մկմ, ինչը թույլ է տալիս արյան այս քանակությունը թթվածնով հագեցնել 1 վրկ-ում և ազատել ավելորդ ածխաթթու գազից։

Այս երևույթն ազդում է նաև մարդու օրգանիզմի վրա՝ օդի թթվածինը ներթափանցում է թոքերի արյան մազանոթներ՝ ցրվելով ալվեոլների պատերով, այնուհետև դրանց մեջ լուծվելով՝ տարածվում է ամբողջ մարմնով՝ հարստացնելով այն թթվածնով։

Դիֆուզիան օգտագործվում է բազմաթիվ տեխնոլոգիական գործընթացներում՝ աղի, շաքարի արտադրություն (շաքարի ճակնդեղի չիպսերը լվանում են ջրով, շաքարի մոլեկուլները չիպսերից ցրվում են լուծույթի մեջ), մուրաբայի պատրաստում, գործվածքների ներկում, լվացք, կարբյուրացում, մետաղների եռակցում և զոդում, ներառյալ դիֆուզիոն։ զոդում վակուումում (մետաղները եռակցվում են, որոնք չեն կարող միանալ այլ եղանակներով՝ պողպատ չուգունով, արծաթը՝ չժանգոտվող պողպատով և այլն) և արտադրանքի դիֆուզիոն մետաղացում (պողպատե արտադրանքի մակերևութային հագեցվածություն ալյումինով, քրոմով, սիլիցիումով), ազոտում՝ հագեցվածություն։ պողպատի մակերեսը ազոտով (պողպատը դառնում է կարծր, մաշվածության դիմացկուն), ածխաջրացում - պողպատե արտադրանքի հագեցվածություն ածխածնով, ցիանիդացում - պողպատի մակերեսի հագեցվածություն ածխածնով և ազոտով:

Ինչպես երևում է վերը նշված օրինակներից, դիֆուզիոն գործընթացները շատ կարևոր դեր են խաղում մարդկանց կյանքում:

Խնդիր. Ինչու՞ է դիֆուզիան տարբեր կերպ ընթանում տարբեր ջերմաստիճաններում:

Համապատասխանություն Այս հետազոտությունը ես տեսնում եմ նրանում, որ «Դիֆուզիոն հեղուկ, պինդ և գազային վիճակներում» թեման կենսական նշանակություն ունի ոչ միայն ֆիզիկայի կուրսում։ Դիֆուզիայի մասին իմանալը կարող է օգտակար լինել իմ առօրյա կյանքում: Այս տեղեկատվությունը կօգնի ձեզ նախապատրաստվել հիմնական և ավագ դպրոցի ֆիզիկայի քննությանը: Ինձ շատ դուր եկավ թեման և որոշեցի ավելի խորը ուսումնասիրել այն։

Իմ հետազոտության առարկան- դիֆուզիոն ջրի մեջ տարբեր ջերմաստիճաններում, ևուսումնասիրության առարկա- Դիտարկումներ՝ տարբեր ջերմաստիճաններում փորձեր կազմակերպելովռեժիմներ.

Աշխատանքի նպատակը.

1. Ընդլայնել գիտելիքները դիֆուզիայի մասին, դրա կախվածությունը տարբեր գործոններից:
2. Բացատրե՛ք դիֆուզիայի երևույթի ֆիզիկական բնույթը՝ ելնելով նյութի մոլեկուլային կառուցվածքից:
3. Պարզեք դիֆուզիայի արագության կախվածությունը խառնվող հեղուկների ջերմաստիճանից:
4. Հաստատեք տեսական փաստերը փորձարարական արդյունքներով:
5. Ամփոփել ձեռք բերված գիտելիքները և մշակել առաջարկություններ:

Հետազոտության նպատակները.

1. Հետազոտեք ջրի մեջ դիֆուզիայի արագությունը տարբեր ջերմաստիճաններում:
2. Ապացուցեք, որ հեղուկի գոլորշիացումը մոլեկուլների շարժման արդյունք է

Վարկած. բարձր ջերմաստիճանի դեպքում մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում և, հետևաբար, ավելի արագ են խառնվում:

Հետազոտական ​​աշխատանքի հիմնական մասը

Ես վերցրեցի երկու բաժակ իմ հետազոտության համար: Մեկի մեջ տաք ջուր լցրեց, մյուսի մեջ՝ սառը։ Միևնույն ժամանակ թեյի տոպրակը թաթախեց նրանց մեջ։ Տաք ջուրը շագանակագույն դարձավ ավելի արագ, քան սառը ջուրը: Հայտնի է, որ տաք ջրում մոլեկուլներն ավելի արագ են շարժվում, քանի որ դրանց արագությունը կախված է ջերմաստիճանից։ Սա նշանակում է, որ թեյի մոլեկուլներն ավելի արագ կներթափանցեն ջրի մոլեկուլների միջև։ Սառը ջրում մոլեկուլների արագությունն ավելի դանդաղ է, ուստի դիֆուզիայի երեւույթն այստեղ ավելի դանդաղ է։ Մի նյութի մոլեկուլների ներթափանցման երևույթը մյուսի մոլեկուլների միջև կոչվում է դիֆուզիա։

Հետո նույն քանակությամբ ջուր լցրի երկու բաժակի մեջ։ Մի բաժակը թողեց սենյակի սեղանին, իսկ մյուսը դրեց սառնարանը։ Հինգ ժամ անց ես համեմատեցի ջրի մակարդակը: Պարզվեց, որ սառնարանից մեկ բաժակում մակարդակը գործնականում չի փոխվել։ Երկրորդում մակարդակը նկատելիորեն նվազել է։ Այն առաջանում է մոլեկուլների շարժումից։ Եվ դա ավելի շատ է, այնքան բարձր է ջերմաստիճանը։ Ավելի մեծ արագությամբ ջրի մոլեկուլները, մոտենալով մակերեսին, «դուրս են թռչում»։ Մոլեկուլների այս շարժումը կոչվում է գոլորշիացում: Փորձը ցույց է տվել, որ գոլորշիացումն ավելի արագ է ընթանում ավելի բարձր ջերմաստիճանում, քանի որ որքան արագ են շարժվում մոլեկուլները, այնքան ավելի շատ մոլեկուլներ են հեռանում հեղուկից միաժամանակ: Սառը ջրում արագությունը դանդաղ է, ուստի դրանք մնում են ապակու մեջ։

Եզրակացություն:

Ելնելով տարբեր ջերմաստիճան ունեցող ջրերում դիֆուզիայի փորձից և դիտարկումներից՝ ես համոզվեցի, որ ջերմաստիճանը խիստ ազդում է մոլեկուլների արագության վրա: Դրա ապացույցը տարբեր աստիճանի գոլորշիացումն էր: Այսպիսով, որքան նյութը տաք է, այնքան մեծ է մոլեկուլների արագությունը: Որքան ցուրտ է, այնքան ցածր է մոլեկուլների արագությունը: Հետևաբար, հեղուկների մեջ դիֆուզիան ավելի արագ կլինի բարձր ջերմաստիճաններում։

Գրականություն:

1. Ա.Վ.Պերիշկին. Ֆիզիկա 7-րդ դասարան. Մ .: Բուստարդ, 2011:
2. Գրադարան «Սեպտեմբերի առաջին». Մ .: «Սեպտեմբերի 1», 2002 թ.
3. Կենսաֆիզիկան ֆիզիկայի դասերին. Աշխատանքային փորձից. Մ., «Կրթություն», 1984։

Ուշադրություն. Կայքի կառավարման կայքը պատասխանատվություն չի կրում մեթոդական մշակումների բովանդակության, ինչպես նաև Դաշնային պետական ​​կրթական ստանդարտի մշակման համապատասխանության համար:

• Մասնակից՝ Խոլոշա Դարիա Օլեգովնա
• Ղեկավար՝ Պանովա Լյուդմիլա Վալենտինովնա

Նպատակն է պարզել, թե ինչն է որոշում հեղուկի մեջ դիֆուզիայի արագությունը:

Դիֆուզիոն փորձեր

Դիֆուզիոն- երևույթ, որի դեպքում տեղի է ունենում մի նյութի մոլեկուլների փոխադարձ ներթափանցում մյուսի մոլեկուլների միջև (սահմանումը դասագրքից):

Թիրախ- պարզել, թե ինչն է որոշում հեղուկի մեջ դիֆուզիայի արագությունը:

Դիֆուզիան բացատրվում է նյութի մոլեկուլների շարունակական շարժումով, շարժման արագությունը կախված է ջերմաստիճանից։ Ահա թե ինչու վարկած- հեղուկի մեջ դիֆուզիայի արագությունը կախված է ջերմաստիճանից:

Սարքավորումներմեկ բաժակ սառը և տաք ջուր, կալիումի պերմանգանատ, սպաթուլա:

Անվտանգության ճարտարագիտությունԶգուշորեն վարվեք տաք ջրի և ապակյա իրերի հետ:

Փորձի ընթացքի և արդյունքների նկարագրությունը:

1. Վերցրեք երկու բաժակ տաք և սառը ջուր։
2. Լցնել կալիումի պերմանգանատը սպաթուլայի հետ և դիտարկել երեւույթը։

Դիտարկելով դիֆուզիայի ֆենոմենը մի բաժակ սառը և տաք ջրի մեջ՝ ես տեսա, որ տաք ջրում դիֆուզիոն գործընթացն ավելի արագ է ընթանում, քան սառը ջրում։ Վարկածը հաստատվեց.

Դիտարկվող երևույթի կիրառման ակնարկ գործնականում.Դիֆուզիայի արագության կախվածությունը ջերմաստիճանից օգտագործվում է բազմաթիվ տեխնոլոգիական գործընթացներում՝ թեյ կամ սուրճ եփել, աղել, ջեմ պատրաստել, գործվածքներ ներկել, իրեր լվանալ:

Մետաղացման գործընթացը հիմնված է դիֆուզիայի երևույթի վրա՝ արտադրանքի մակերեսը մետաղի կամ համաձուլվածքի շերտով պատելով՝ դրան ֆիզիկական, քիմիական և մեխանիկական հատկություններ հաղորդելու համար: Այն օգտագործվում է արտադրանքը կոռոզիայից, մաշվածությունից պաշտպանելու և դեկորատիվ նպատակներով: Այսպիսով, պողպատե մասերի կարծրությունը և ջերմակայունությունը բարձրացնելու համար օգտագործվում է կարբյուրացում: Պողպատե մասերը տեղադրվում են գրաֆիտի փոշու տուփի մեջ, որը տեղադրվում է ջերմամշակման վառարանում: Դիֆուզիայի շնորհիվ ածխածնի ատոմները թափանցում են մասերի մակերեսային շերտ։ Ներթափանցման խորությունը կախված է ջերմային ջեռոցում մասերի ջերմաստիճանից և պահելու ժամանակից։ Այն նաև օգտագործվում է բազմաթիվ մետաղների, օրինակ՝ պողպատի հալման մեջ:

Բնության մեջ դիտարկվող երեւույթի դիտարկումների ակնարկբույսերի սնուցում, թթվածնով հագեցվածություն, մթնոլորտի միատարր բաղադրություն, մարդու օրգանիզմում ֆիզիոլոգիական պրոցեսներ (շնչառություն և մարսողություն):

• Դիֆուզիոն պրոցեսների առաջին քանակական նկարագրությունը տվել է գերմանացի ֆիզիոլոգ Ա.Ֆիկը 1855 թվականին։
• 1638 թվականին դեսպան Վասիլի Ստարկովը 4 ֆունտ չոր տերևներ բերեց մոնղոլ Ալթին Խանից որպես նվեր ցար Միխայիլ Ֆեդորովիչին։ մոսկվացիներին այս բույսը շատ է դուր եկել, և մինչ օրս այն օգտագործում են հաճույքով։ Դա թեյ էր, եփելու գործընթացը՝ դիֆուզիոն։
• Դիֆուզիոն հանդիպում է ոչ միայն կյանքում, կենցաղում, այլեւ հեքիաթներում, ասացվածքներում, ասացվածքներում։

- Հին ասորական «Զիմար արքան» հեքիաթը. Ինչպես սովորաբար լինում է նման դեպքերում, Այազն ուներ թշնամիներ, ովքեր զրպարտում էին նրան թագավորի առաջ, և նա, լսելով նրանց, բանտարկեց նրան։ Երբ նրա կինը եկավ Այազ, նա ասաց, որ բռնի մի մեծ մրջյուն, թաթին մի ամուր թել կապի քառասուն մետր երկարությամբ, նույն երկարությամբ պարան կապի նրա ազատ ծայրին և մրջյունին թողնի բանտի արտաքին պատի երկայնքով։ նշված վայրում։ Ինչպես ասաց Այազը, այդպես էլ արեց իր կինը։ Ինքը՝ Այազը, խցիկի պատուհանին շաքար է տրորել, և մրջյունը շաքարի հոտից հասել է այն սենյակը, որտեղ նստած էր Այազը»։ Հենց այս երեւույթն էլ փրկեց Այազին ու օգնեց մրջյունին գտնել տեսախցիկը։

- Առակներ և ասացվածքներ, որոնք կարելի է բացատրել միայն դիֆուզիայի ֆենոմենի իմացությամբ:

1. Ճանճը քսուքի մեջ.
2. Կտրտած սոխն ավելի հոտ է գալիս և այրում ձեր աչքերը
3. Բանջարեղենի խանութը ցուցանակի կարիք չունի։

Շփման ուժի փորձեր

Փորձը նկարագրված է A. V. Peryshkin «Ֆիզիկա 7-րդ դասարանի» դասագրքում: Դասագիրք ուսումնական հաստատությունների համար / A. V. Peryshkin. - Մ .: Բուստարդ, 2012 թ.

Երբ մի մարմին շփվում է մյուսի հետ, առաջանում է փոխազդեցություն, որը կանխում է նրանց հարաբերական շարժումը, որը կոչվում է շփում։ Իսկ այն ուժը, որը բնութագրում է այս փոխազդեցությունը, կոչվում է շփման ուժ։ (Ուսուցումից)

Գոյություն ունի շփման երեք տեսակ՝ ստատիկ շփում, սահող շփում, պտտվող շփում։

Պերիշկինա Ա.Վ. ուսումնասիրված է միայն շփման ուժի կախվածությունը մարմնի քաշից, մենք ավելացրել ենք փորձեր, որոնց մասին խոսվում է անուղղակիորեն (կախվածությունը մակերեսի մակերեսից, քսվող մակերեսների տեսակից):

Թիրախ- պարզել, թե ինչից է կախված սահող շփման ուժը:

Սարքավորումներ:փայտե բլոկ, դինամոմետր, կշիռների հավաքածու, հղկաթուղթ, ուղեցույց.

Հիպոթեզ դնելը... Շփման ուժը կախված է մակերեսի շփման տարածքից, մարմնի քաշից, շփվող մակերեսների տեսակից:

: զգույշ եղեք սարքավորումների հետ:

1. Տեղադրեք փայտե բլոկ ուղեցույցի վրա:
2. Ձողին ամրացրեք դինամոմետր և հավասարաչափ քաշեք այն: Դինամոմետրը ցույց կտա ձգող ուժ, որը հավասար է շփման ուժին: Գրանցեք արդյունքը.

Ֆ tr = 0.3H

1. Անջատեք բլոկը մյուս կողմից և չափեք դինամոմետրի ընթերցումները:

Ֆ tr = 0.3H

Եզրակացություն. սահող շփման ուժը կախված չէ մարմինների շփման տարածքից:

1. Չափել սահող շփման ուժը մեկ քաշով և երկու կշռով:

Ֆ tr = 0.3H

Ֆ tr = 0.5N (1 բեռ)

Ֆ tr = 0,6 N (2 կշիռ)

Եզրակացություն. որքան մեծ է մարմինը մակերևույթին սեղմող ուժը (մարմնի քաշը), այնքան մեծ է շփման ուժը, որն առաջանում է այս դեպքում:

1. Չափել սահող շփման ուժը մեկ քաշով հղկաթղթի վրա:

Ֆ tr = 0.3H

Ֆ tr = 0,6 Ն (հղկաթղթի վրա)

Եզրակացություն. շփման ուժը կախված է շփվող մակերևույթների տեսակից (մակերեսի կոշտություն)

Առանց հանգստի շփման ոչ մարդիկ, ոչ կենդանիները չէին կարող քայլել գետնին, քանի որ քայլելիս ոտքերը գետնից դուրս են մղվում։ Սառցե պայմաններում կոշիկի ներբանի և գետնի միջև շփումը քիչ է, գետնից շատ դժվար է հրել, և ոտքերը սահում են։ Կոշիկի ներբանի և սառույցի միջև շփման ուժը մեծացնելու համար մայթերը ցողում են ավազով։ Շփումն ապահովում է տարբեր նյութերի, գործիքների մասերի, տարբեր սարքերի, կառուցվածքների միացում։ Թելերի միջև շփման պատճառով հյուսվածքները չեն սողում, բռնակներին պահում են մուրճերը, կացինները, բահերը և այլ գործիքներ։ Հեղույսներ ընկույզներով, մեխերով, պտուտակներով, սեպերով, կոնստրուկցիաների մասերը ամրացնում են շփման ուժով: Շփումն օգնում է մարդուն իրերը ձեռքերում պահել։ Առանց լարերի դեմ աղեղի շփման, ջութակ կամ թավջութակ նվագելը անհնար կլիներ:

Բազմաթիվ բույսեր և կենդանիներ ունեն տարբեր օրգաններ, որոնք ծառայում են բռնելու համար (բույսերի ալեհավաքներ, փղի բուն, մագլցող կենդանիների անթև պոչեր)։ Նրանք բոլորն ունեն կոպիտ մակերես՝ շփման ուժը մեծացնելու համար։

Կենդանի օրգանիզմների մոտ տարածված են ադապտացիաները (բուրդ, խոզանակներ, թեփուկներ, մակերեսին թեք տեղակայված փշեր), որոնց պատճառով շփում է ստացվում փոքր՝ մի ուղղությամբ շարժվելիս և մեծ՝ հակառակ ուղղությամբ շարժվելիս։ Հողային ճիճու շարժումը հիմնված է այս սկզբունքի վրա. Խոզանակները, ուղղված դեպի ետ, ազատորեն անցնում են ճիճու մարմինը առաջ, բայց արգելակում են հակառակ շարժումը: Մարմնի երկարացման դեպքում գլխի հատվածը առաջ է շարժվում, իսկ պոչի հատվածը մնում է տեղում, կծկման ժամանակ գլխի հատվածը հետաձգվում է, իսկ պոչի հատվածը ձգվում է դեպի իրեն։

Շարժման օրգանների աշխատանքային մակերեսների համար էական է զգալի շփում։ Շարժման համար անհրաժեշտ պայմանը շարժվող մարմնի և հենարանի միջև հուսալի կպչումն է։ Կպչունությունը ձեռք է բերվում կամ վերջույթների սուր կետերով, կամ փոքր անկանոնություններով, օրինակ՝ խոզանակներով, թեփուկներով, տուբերկուլյոզներով։ Զգալի շփում է պահանջվում նաև բռնող օրգանների համար։ Հետաքրքիր է նրանց ձևը՝ կա՛մ աքցան են՝ երկու կողմից առարկան բռնող, կա՛մ պարաններ՝ պարուրելով այն։ Ձեռքը համատեղում է ֆորսպսի գործողությունը և ամբողջ ծածկույթը բոլոր կողմերից; ափի փափուկ մաշկը լավ կպչում է այն առարկաների կոշտությանը, որոնք պետք է պահել:

Քննարկվող երևույթի վերաբերյալ հետաքրքիր փաստերի առկայությունը.

• Լեոնարդո դա Վինչին (1519) առաջինն էր, ով ձևակերպեց շփման օրենքները։ Նա պնդում էր, որ շփման ուժը, որն առաջանում է մարմնի և այլ մարմնի մակերեսի հետ շփումից, համաչափ է բեռին (սեղմող ուժը), ուղղված է շարժման ուղղությանը և կախված չէ շփման տարածքից։ Լեոնարդոյի մոդելը 180 տարի անց կրկին հայտնաբերվեց Գ.Ամոնտոնի կողմից և վերջնականապես ձևակերպվեց Շ.Օ. Կախազարդ (1781). Ամոնթոնը և Կուլոնը ներկայացրեցին շփման գործակիցի հայեցակարգը որպես շփման ուժի հարաբերակցություն բեռին, դրան տալով ֆիզիկական հաստատունի արժեքը, որն ամբողջությամբ որոշում է շփման ուժը ցանկացած զույգ շփվող նյութերի համար:
• Շփման ուժի բնույթը էլեկտրամագնիսական է։ Սա նշանակում է, որ դրա առաջացման պատճառը նյութը կազմող մասնիկների փոխազդեցության ուժերն են։ Շփման ուժի երկրորդ պատճառը մակերեսի կոշտությունն է: Մակերեւույթների դուրս ցցված մասերը հպվում են միմյանց և խանգարում մարմնի շարժմանը։ Այդ իսկ պատճառով հարթ (հղկված) մակերևույթների վրա վարելը ավելի քիչ ուժ է պահանջում, քան կոպիտ մակերեսներով վարելը:
• Առակներ և ասացվածքներ (հավաքած աշակերտների կողմից):

1. Եթե ​​չյուղես, չես գնա;
2. Այն ընթանում էր ժամացույցի պես;
3. Դուք չեք կարող օձաձուկը ձեր ձեռքերում պահել;
4. Հնձեք ցողը, քանի դեռ ցողը կա, ցողը գնաց, և մենք տուն ենք.
5. Սայլով կինն ավելի հեշտ է ծովի համար.

• Կոշտ նյութի համար տեֆլոնն ունի շփման ամենացածր գործակիցը (0,02): Յուրաքանչյուր ժամանակակից մարդ խոհանոցում ունի չկպչուն տեֆլոնով պատված կաթսաներ և կաթսաներ:

Փորձեր ջերմային հաղորդունակության վերաբերյալ

Փորձը նկարագրված է A. V. Peryshkin «Ֆիզիկա 8-րդ դասարանի» դասագրքում: Դասագիրք ուսումնական հաստատությունների համար / A. V. Peryshkin. - Մ .: Բուստարդ, 2012 թ.

Ջերմային ջերմահաղորդություն- մարմնի մի մասից մյուսը կամ մի մարմնից մյուսը նրանց անմիջական շփման ընթացքում ներքին էներգիայի փոխանցման երեւույթը. (Ուսուցումից)

Բոլոր մետաղներն ունեն տարբեր կառուցվածք, ուստի նրանք պետք է ջերմություն փոխանցեն տարբեր ձևերով:

Վարկած առաջ քաշելով.Տարբեր մետաղների ջերմային հաղորդունակությունը պետք է տարբեր լինի:

Թիրախ- դիտարկել մետաղների ջերմային հաղորդունակությունը.

Սարքավորումներ:ալյումինե և արույրե ձողեր, պլաստիլին, ասեղներ, մոմ, լուցկի, երկու եռոտանի:

Պիլոտային ուսումնասիրության ընթացքում անվտանգության նախազգուշական միջոցների նկարագրությունը և պահպանումըՄոմով աշխատելիս պահպանեք անվտանգության նախազգուշական միջոցները:

Փորձի ընթացքի և արդյունքների նկարագրությունը:

1. Պլաստիլինով ամրացրեք ասեղները ձողերի վրա։
2. Ձողերը ամրացրեք եռոտանիին:
3. Մոմ վառեք և տաքացրեք ձողերը:
4. Դիտեք ասեղները ձողի վրա:

Դիտարկումները ցույց են տվել, որ ալյումինե ձողի ասեղները սկսել են ավելի արագ ընկնել, քան արույրից։

Եզրակացություն՝ տարբեր մետաղների ջերմային հաղորդունակությունը նույնը չէ։

Դիտարկվող երեւույթի գործնականում կիրառման վերանայումՀաճախ արտադրանքի ջերմային մշակման ժամանակ անհրաժեշտ է պահպանել բարձր ջերմաստիճան, հետևաբար, խոհանոցում օգտագործվում են մետաղներ, քանի որ դրանց ջերմահաղորդունակությունն ու ամրությունը ավելի բարձր են, քան այլ նյութերինը։ Տաք թեյի համար, որպեսզի չայրվեք, ընտրելով մետաղական կամ ճենապակյա բաժակի միջև, անհրաժեշտ է ընտրել ճենապակյա բաժակը։

Կաթսաները, թավաները, թխելու սկուտեղները և այլ պարագաներ պատրաստված են մետաղից։ Խոհանոցում բարձր ջերմային հաղորդունակությամբ նյութերի օգտագործման լավ օրինակ է վառարանը։ Օրինակ, էլեկտրական վառարանի այրիչները պատրաստված են մետաղից, որպեսզի ապահովեն ջերմության լավ փոխանցում ջեռուցման տարրի տաք կծիկից դեպի կաթսա կամ տապակ:

Մարդիկ օգտագործում են ցածր ջերմային հաղորդունակությամբ նյութեր ձեռքերի և սպասքի միջև՝ այրվելուց խուսափելու համար: Շատ կաթսաներ ունեն պլաստիկ բռնակներ, և տապակները ջեռոցից հանվում են կտորից կամ ցածր ջերմահաղորդականությամբ պլաստիկից պատրաստված ջեռոցի ձեռնոցներով: Պղինձն ունի լավ ջերմահաղորդություն և օգտագործվում է զոդման արդուկում։

Բնության մեջ դիտարկվող երևույթի դիտարկումների վերանայում.ձյունը պաշտպանում է ձմեռային բերքը ցրտահարությունից. օդը, սառույցը, ձյունը, ճարպը ջերմության վատ հաղորդիչներ են. սա փրկում է անտառներում և ջրային միջավայրում ապրող շատ կենդանիների կյանքը (սև ագռավը ձմռանը քնում է՝ գլուխը թաղելով ձյան մեջ): Ձմռանը ջրամբարները ծածկված են սառույցով, ինչը խոչընդոտում է դրանց հետագա սառեցմանը, գոյատևում են ջրային կենդանական աշխարհի շատ ներկայացուցիչներ։

Քննարկվող երևույթի վերաբերյալ հետաքրքիր փաստերի առկայությունը.

• Ժան Բատիստ Ժոզեֆ Ֆուրիեն ներկայացրեց «ջերմային հաղորդունակություն» հասկացությունը։
• Հիմքի նստեցումը հատկապես մշտական ​​սառցակալած շրջաններում մեծ դժվարություններ է առաջացնում շենք շինարարների համար։ Տները հաճախ ճաքճքվում են տակի հողի հալվելու պատճառով։Հիմքը որոշակի քանակությամբ ջերմություն է փոխանցում հողին։ Ուստի շենքերը սկսեցին կառուցել կույտերի վրա։ Այս դեպքում ջերմությունը փոխանցվում է միայն ջերմային հաղորդունակությամբ հիմքից դեպի կույտ և հետագայում կույտից գետնին: Ինչի՞ց պետք է պատրաստվեն կույտերը: Ստացվում է, որ ներսում պինդ պինդ նյութից պատրաստված կույտերը պետք է լցվեն կերոսինով։ Ամռանը կույտը վերևից ներքև վատ է փոխանցում ջերմությունը, քանի որ հեղուկը ցածր ջերմային հաղորդունակություն ունի: Ձմռանը կույտը իր ներսում հեղուկի կոնվեկցիայի շնորհիվ, ընդհակառակը, կնպաստի հողի լրացուցիչ սառեցմանը: Նման նախագիծ իրականում մշակվել և փորձարկվել է:
• Իտալացի գիտնականները հորինել են վերնաշապիկ, որը թույլ է տալիս պահպանել մարմնի մշտական ​​ջերմաստիճանը։ Գիտնականները խոստանում են, որ ամռանը շոգ չի լինի, իսկ ձմռանը՝ ցուրտ, քանի որ այն պատրաստված է հատուկ նյութերից։ Նմանատիպ նյութեր արդեն օգտագործվում են տիեզերական թռիչքների ժամանակ։
• Հին Maxim գնդացիրներում ջրի տաքացումը խանգարում էր զենքի հալվելուն։
• Ստորև նկարագրված երևույթը ցույց է տալիս մետաղների հատկությունը ջերմություն լավ անցկացնելու համար:

Եթե ​​մետաղալարից ցանց եք պատրաստում՝ ապահովելով մետաղի լավ կապը մետաղալարերի հատման կետերում, և այն տեղադրեք գազի այրիչի վերևում, ապա երբ փականը միացված է, կարող եք բոցավառել գազը ցանցի վերևում, մինչդեռ այն ցանցի տակ չի այրվի: Եվ եթե դուք վառեք գազը ցանցի տակ, ապա կրակը «չի արտահոսի» ցանցի միջով:

Այն օրերին, երբ դեռևս չկար հանքափորների էլեկտրական լամպեր, նրանք օգտագործում էին Դեյվիի լամպը։

Դա մետաղյա վանդակի մեջ «տնկված» մոմ էր։ Եվ եթե անգամ հանքը լցված է եղել դյուրավառ գազերով, Դեյվիի լամպը անվտանգ է եղել և պայթյուն չի առաջացրել՝ բոցը լամպից այն կողմ չի անցել՝ մետաղական ցանցի շնորհիվ։