Bạn đã bao giờ nhìn thấy những đám muỗi vằn nhỏ khó chịu bay ngẫu nhiên trên đầu chưa? Đôi khi dường như chúng đang treo lơ lửng bất động trên không trung. Một mặt, bầy này bất động, mặt khác, những con côn trùng bên trong nó không ngừng di chuyển sang phải, trái, lên, xuống, liên tục va chạm với nhau và lại phân tán trong đám mây này, như thể có một thế lực vô hình đang giữ chúng lại với nhau..
Chuyển động của các phân tử tương tự hỗn loạn, trong khi cơ thể vẫn giữ được hình dạng ổn định. Chuyển động này được gọi là chuyển động nhiệt của các phân tử.
chuyển động Brown
Trở lại năm 1827, nhà thực vật học nổi tiếng người Anh Robert Brown đã sử dụng kính hiển vi để nghiên cứu hành vi của các hạt phấn hoa cực nhỏ trong nước. Ông thu hút sự chú ý của thực tế là các hạt liên tục chuyển động hỗn loạn, bất chấp trật tự logic, và chuyển động ngẫu nhiên này không phụ thuộc vào bất cứ điều gì.chuyển động của chất lỏng mà chúng ở trong đó, cũng không phải từ sự bay hơi của nó. Những hạt phấn hoa nhỏ nhất đã mô tả những quỹ đạo phức tạp, bí ẩn. Điều thú vị là cường độ của chuyển động như vậy không giảm theo thời gian và không liên quan đến tính chất hóa học của môi trường, mà chỉ tăng nếu độ nhớt của môi trường này hoặc kích thước của các hạt chuyển động giảm. Ngoài ra, nhiệt độ có ảnh hưởng lớn đến tốc độ chuyển động của các phân tử: càng lên cao, các hạt chuyển động càng nhanh.
Khuếch tán
Cách đây rất lâu, con người đã nhận ra rằng tất cả các chất trên thế giới đều bao gồm các hạt nhỏ nhất: ion, nguyên tử, phân tử và có những khoảng trống giữa chúng và những hạt này chuyển động liên tục và ngẫu nhiên.
Sự khuếch tán là hệ quả của chuyển động nhiệt của các phân tử. Chúng ta có thể quan sát các ví dụ ở hầu hết mọi nơi trong cuộc sống hàng ngày: cả trong cuộc sống hàng ngày và động vật hoang dã. Đây là sự phát tán mùi, dán các vật rắn khác nhau, trộn lẫn chất lỏng.
Nói một cách khoa học, sự khuếch tán là hiện tượng sự xâm nhập của các phân tử của một chất vào khoảng trống giữa các phân tử của chất khác.
Khí và khuếch tán
Ví dụ đơn giản nhất về sự khuếch tán trong chất khí là sự lan truyền khá nhanh của mùi (cả dễ chịu và không dễ chịu) trong không khí.
Sự khuếch tán trong chất khí có thể cực kỳ nguy hiểm, vì hiện tượng này nhiễm độc khí carbon monoxide và các khí độc khác xảy ra với tốc độ cực nhanh.
Khuếch tán trong chất lỏng
Trong khi sự khuếch tán trong chất khí xảy ra nhanh chóng, thường là trong vài giây, thì sự khuếch tán trong chất lỏng mất cả phút vàđôi khi thậm chí hàng giờ. Nó phụ thuộc vào mật độ và nhiệt độ.
Một ví dụ về sự khuếch tán trong chất lỏng là sự hòa tan rất nhanh của muối, rượu và axit, tạo thành các dung dịch đồng nhất trong thời gian ngắn.
Khuếch tán trong chất rắn
Trong chất rắn, khuếch tán là khó nhất, ở nhiệt độ phòng bình thường hoặc ngoài trời, nó không thể nhìn thấy được. Trong tất cả các sách giáo khoa hiện đại và cũ, các thí nghiệm với chì và đĩa vàng được mô tả như một ví dụ về sự khuếch tán trong chất rắn. Thí nghiệm này cho thấy rằng chỉ sau hơn 4 năm, một lượng vàng không đáng kể đã thâm nhập vào chì, và chì thâm nhập vào vàng đến độ sâu không quá 5 mm. Sự khác biệt này là do mật độ của chì cao hơn nhiều so với mật độ của vàng.
Do đó, tốc độ và cường độ khuếch tán không ít phụ thuộc vào mật độ của chất và tốc độ chuyển động hỗn loạn của các phân tử, và tốc độ, lần lượt, phụ thuộc vào nhiệt độ. Sự khuếch tán mạnh hơn và nhanh hơn ở nhiệt độ cao hơn.
Ví dụ về sự lan tỏa trong cuộc sống hàng ngày
Chúng tôi thậm chí không nghĩ đến thực tế là mỗi ngày ở hầu hết mọi bước chúng tôi đều gặp hiện tượng khuếch tán. Đó là lý do tại sao hiện tượng này được coi là một trong những hiện tượng quan trọng và thú vị nhất trong vật lý.
Một trong những ví dụ đơn giản nhất về sự lan tỏa trong cuộc sống hàng ngày là sự hòa tan của đường trong trà hoặc cà phê. Nếu cho miếng đường vào cốc nước sôi, một lúc sau nó sẽ biến mất không dấu vết, còn thể tích chất lỏngthực tế không thay đổi.
Nếu bạn nhìn kỹ xung quanh, bạn có thể tìm thấy nhiều ví dụ về sự lan tỏa giúp cuộc sống của chúng ta dễ dàng hơn:
- hoà tan bột giặt, thuốc tím, muối;
- xịt làm mát không khí;
- thuốc xịt họng;
- giặt sạch bụi bẩn trên bề mặt vải lanh;
- pha trộn màu sắc bởi nghệ sĩ;
- nhào bột;
- chuẩn bị nước dùng đậm đà, súp và nước thịt, nước ngọt và đồ uống trái cây.
Năm 1638, trở về từ Mông Cổ, Đại sứ Vasily Starkov đã tặng Sa hoàng Nga Mikhail Fedorovich một món quà với gần 66 kg lá khô có mùi thơm chua lạ. Những người Hồi giáo chưa bao giờ thử nó rất thích loại cây khô này, và họ vẫn sử dụng nó một cách thích thú. Bạn có nhận ra anh ta không? Tất nhiên, đây là trà được ủ do hiện tượng khuếch tán.
Ví dụ về sự khuếch tán trong môi trường
Vai trò của sự lan tỏa trong thế giới xung quanh chúng ta là rất cao. Một trong những ví dụ quan trọng nhất của sự khuếch tán là tuần hoàn máu trong cơ thể sống. Oxy từ không khí đi vào các mao mạch máu nằm trong phổi, sau đó hòa tan trong đó và lan truyền khắp cơ thể. Đến lượt mình, carbon dioxide khuếch tán từ mao mạch vào phế nang của phổi. Các chất dinh dưỡng tiết ra từ thức ăn sẽ khuếch tán vào các tế bào.
Ở các loài thực vật thân thảo, sự khuếch tán xảy ra qua toàn bộ bề mặt xanh của chúng, ở các loài thực vật có hoa lớn hơn - qua lá và thân, trong cây bụi và cây - qua các vết nứttrong vỏ của thân cây và cành cây và đậu lăng.
Ngoài ra, một ví dụ về sự khuếch tán ra thế giới bên ngoài là sự hấp thụ nước và khoáng chất hòa tan trong đó bởi hệ thống rễ cây từ đất.
Sự khuếch tán là lý do tại sao thành phần của bầu khí quyển thấp hơn là không đồng nhất và bao gồm một số loại khí.
Thật không may, trong thế giới không hoàn hảo của chúng ta, có rất ít người không biết tiêm, còn được gọi là "tiêm", là gì. Loại điều trị đau đớn nhưng hiệu quả này cũng dựa trên hiện tượng lan tỏa.
Ô nhiễm môi trường: đất, không khí, nước - đây cũng là những ví dụ về sự lan tỏa trong tự nhiên.
Mây trắng tan trên bầu trời xanh, được các nhà thơ mọi thời yêu mến - cô ấy cũng là một nhân vật nổi tiếng được mọi học sinh trung học cơ sở và trung học phổ thông biết đến!
Vì vậy, nếu không có sự lan tỏa thì cuộc sống của chúng ta không chỉ khó khăn hơn mà còn gần như không thể.
