Mari kita mulakan dengan fakta bahawa cecair adalah keadaan terkumpul pertengahan. Pada takat didih kritikal, ia adalah serupa dengan gas, dan pada suhu rendah, ciri yang serupa dengan pepejal muncul. Cecair tidak mempunyai model yang ideal, yang secara ketara merumitkan perihalan sifat termodinamik keseimbangan, takat beku, kelikatan, resapan, kekonduksian terma, tegangan permukaan, entropi, entalpi.
Definisi
Apakah itu resapan? Ini adalah penyebaran, pengedaran, pergerakan zarah medium, yang membawa kepada pemindahan jirim, penubuhan kepekatan keseimbangan. Sekiranya tiada pengaruh luaran, proses ini ditentukan oleh gerakan haba zarah. Dalam kes ini, proses resapan adalah berkadar terus dengan kepekatan. Fluks resapan akan berubah sama seperti kecerunan kepekatan.
Pelbagai
Jika resapan dalam cecair diteruskan dengan perubahan suhu, ia dipanggil resapan haba, dalam medan elektrik - elektrodifusi.
Proses pergerakan zarah besar dalam cecair atau gas berlaku di bawahundang-undang gerakan Brown.
Ciri aliran
Resapan dalam gas, cecair dan pepejal berjalan pada kelajuan yang berbeza. Disebabkan oleh perbezaan dalam sifat pergerakan haba zarah dalam media yang berbeza, proses ini mempunyai kelajuan maksimum dalam gas, dan kadar minimum - dalam pepejal.
Trajektori zarah ialah garis putus, kerana arah dan kelajuan berubah secara berkala. Disebabkan oleh pergerakan yang tidak teratur, penyingkiran zarah secara beransur-ansur dari kedudukan asalnya diperhatikan. Anjakannya di sepanjang garis lurus adalah lebih pendek daripada laluan yang berlaku di sepanjang laluan yang rosak.
Undang-undang Fick
Resapan dalam cecair mematuhi dua hukum Fick:
- ketumpatan fluks resapan adalah berkadar terus dengan kepekatan dengan pekali resapan;
- Kadar perubahan dalam ketumpatan fluks resapan adalah berkadar terus dengan kadar perubahan kepekatan dan mempunyai arah yang bertentangan.
Resapan dalam cecair dicirikan oleh lompatan molekul dari satu kedudukan keseimbangan ke yang lain. Setiap lompatan sedemikian diperhatikan apabila tenaga diberikan kepada molekul dalam isipadu yang mencukupi untuk memecahkan ikatan dengan zarah lain. Lompatan purata tidak melebihi jarak antara molekul.
Apabila membincangkan apa itu resapan dalam cecair, kami ambil perhatian bahawa prosesnya bergantung pada suhu. Dengan peningkatannya, "melonggarkan" struktur cecair berlaku, akibatnya terdapat peningkatan mendadak dalambilangan lompatan setiap unit masa.
Resapan dalam gas, cecair dan pepejal mempunyai beberapa ciri tersendiri. Contohnya, dalam pepejal, mekanisme ini dikaitkan dengan pergerakan atom dalam kekisi kristal.
Ciri fenomena
Resapan dalam cecair adalah menarik minat praktikal kerana fakta bahawa ia disertai dengan penyamaan kepekatan bahan dalam medium yang pada mulanya tidak homogen. Lebih banyak zarah keluar dari kawasan dengan kepekatan tinggi.
Eksperimen
Eksperimen dengan cecair telah menunjukkan bahawa resapan amat penting dalam kinetik kimia. Semasa proses kimia pada permukaan bahan tindak balas atau mangkin, proses ini menyumbang kepada penentuan kadar penyingkiran produk tindak balas dan penambahan reagen awal.
Apakah yang menerangkan resapan dalam cecair? Molekul pelarut dapat menembusi melalui membran lut sinar, menghasilkan tekanan osmotik. Fenomena ini telah menemui aplikasi dalam kaedah kimia dan fizikal untuk pengasingan bahan.
Sistem biologi
Dalam kes ini, model resapan boleh dipertimbangkan pada contoh oksigen udara memasuki paru-paru, penyerapan produk pencernaan dari usus ke dalam darah, penyerapan unsur mineral oleh rambut akar. Resapan ion berlaku semasa penjanaan impuls bioelektrik oleh otot dan sel saraf.
Faktor fizikal yang mempengaruhiselektiviti pengumpulan dalam sel-sel badan unsur-unsur tertentu, adalah kadar penembusan ion yang berbeza melalui membran sel. Proses ini boleh dinyatakan oleh hukum Fick, menggantikan nilai pekali resapan dengan kebolehtelapan membran, dan bukannya kecerunan kepekatan, gunakan perbezaan nilai pada kedua-dua belah membran. Dengan penembusan resapan air dan gas ke dalam sel, penunjuk tekanan osmotik di luar dan di dalam sel berubah.
Menganalisis apa yang bergantung pada penyebaran, kami perhatikan bahawa terdapat beberapa jenis proses ini. Bentuk ringkas dikaitkan dengan pemindahan bebas ion dan molekul ke arah kecerunan potensi elektrokimianya. Contohnya, pilihan ini sesuai untuk bahan yang molekulnya bersaiz kecil, contohnya, metil alkohol, air.
Varian terhad menganggap pemindahan jirim yang lemah. Contohnya, zarah kecil pun tidak boleh menembusi ke dalam sel.
Halaman Sejarah
Difusi ditemui semasa zaman kegemilangan budaya Yunani purba. Democritus dan Anaxogoras yakin bahawa sebarang bahan terdiri daripada atom. Mereka menerangkan kepelbagaian bahan yang biasa di alam semula jadi melalui hubungan antara atom individu. Mereka mengandaikan bahawa zarah ini boleh bercampur untuk membentuk bahan baru. Antara pengasas teori kinetik molekul, yang menjelaskan mekanisme penyebaran, Mikhail Lomonosov memainkan peranan khas. Mereka memberikan definisi kepada molekul, atom, dan menerangkan mekanisme pembubaran.
Eksperimen
Pengalaman dengan gula membolehkan anda memahami semua ciri resapan. Jika anda meletakkan sekeping gula dalam teh sejuk, sirap pekat secara beransur-ansur akan terbentuk di bahagian bawah cawan. Ia boleh dilihat dengan mata kasar. Selepas beberapa lama, sirap akan diedarkan sama rata ke seluruh isipadu cecair dan tidak akan kelihatan lagi. Proses ini berjalan secara spontan dan tidak melibatkan pencampuran komponen larutan. Begitu juga, haruman minyak wangi merebak ke seluruh bilik.
Eksperimen di atas menunjukkan bahawa resapan ialah proses penembusan spontan molekul satu bahan ke bahan lain. Penyebaran jirim berlaku ke semua arah, walaupun terdapat graviti. Proses sedemikian ialah pengesahan langsung pergerakan berterusan molekul jirim.
Oleh itu, dalam contoh di atas, resapan molekul gula dan air dijalankan, yang disertai dengan pengagihan seragam molekul bahan organik di seluruh isipadu cecair.
Eksperimen membolehkan untuk mengesan resapan bukan sahaja dalam cecair, tetapi juga dalam bahan gas. Sebagai contoh, anda boleh memasang bekas dengan wap eter pada penimbang. Secara beransur-ansur, cawan akan menjadi seimbang, maka gelas eter akan menjadi lebih berat. Apakah sebab fenomena ini?
Lama kelamaan, molekul eter bercampur dengan zarah udara, dan bau tertentu mula dirasai di dalam bilik. Dalam kursus fizik sekolah menengah, satu eksperimen dipertimbangkan di mana seorang guru melarutkan sebutir kalium permanganat (kalium permanganat) dalam air. Pada mulanya, trajektori jelas pergerakan bijirin dapat dilihat,tetapi secara beransur-ansur keseluruhan penyelesaian memperoleh naungan seragam. Berdasarkan eksperimen, guru menerangkan ciri-ciri resapan.
Untuk mengenal pasti faktor yang mempengaruhi kelajuan proses dalam cecair, anda boleh menggunakan air dengan suhu berbeza. Dalam cecair panas, proses percampuran bersama molekul diperhatikan dengan lebih cepat, oleh itu, terdapat hubungan langsung antara nilai suhu dan kadar resapan.
Kesimpulan
Eksperimen yang dijalankan dengan gas, cecair dan pepejal memungkinkan untuk merumuskan undang-undang fizik, mewujudkan hubungan antara kuantiti individu.
Ia adalah hasil daripada eksperimen bahawa mekanisme penembusan bersama zarah satu bahan ke bahan lain telah ditubuhkan, sifat huru-hara pergerakan mereka telah terbukti. Secara empirik, didapati bahawa resapan berlaku paling cepat dalam bahan gas. Proses ini sangat penting untuk hidupan liar, digunakan dalam sains dan teknologi.
Berkat fenomena ini, komposisi homogen atmosfera bumi dikekalkan. Jika tidak, stratifikasi troposfera kepada bahan gas yang berasingan akan diperhatikan, dan karbon dioksida berat, tidak sesuai untuk bernafas, akan menjadi paling hampir dengan permukaan planet kita. Apakah ia akan membawa kepada? Hidupan liar akan tidak lagi wujud.
Peranan resapan dalam dunia tumbuhan juga hebat. Mahkota pokok yang subur boleh dijelaskan dengan pertukaran resapan melalui permukaan daun. Akibatnya, bukan sahaja pernafasan dilakukan, tetapi juga pemakanan pokok itu. Pada masa ini dalam bidang pertanianpemberian daun pokok renek dan pokok digunakan, yang melibatkan penyemburan mahkota dengan sebatian kimia khas.
Semasa penyebaran tumbuhan menerima nutrien daripada tanah. Proses fisiologi yang berlaku dalam organisma hidup juga dikaitkan dengan fenomena ini. Sebagai contoh, keseimbangan garam adalah mustahil tanpa penyebaran. Proses sedemikian sangat penting dalam membekalkan tasik dan sungai dengan oksigen. Gas memasuki kedalaman takungan dengan tepat melalui resapan. Jika proses sedemikian tidak wujud, kehidupan di dalam takungan akan tidak lagi wujud.
Pengambilan ubat yang membolehkan seseorang melindungi dirinya daripada patogen pelbagai penyakit dan meningkatkan kesejahteraan juga berdasarkan penyebaran. Fenomena ini digunakan dalam kimpalan logam, pengeluaran jus gula daripada kerepek bit, dan penyediaan kuih-muih. Sukar untuk mencari cabang industri moden seperti itu di mana penyebaran tidak digunakan.
