Диффузия в газах, жидкостях и твёрдых телах

Источник - http://nstst.ru/fizika-724.html

Если в комнату внести какое-либо пахучее вещество, например духи, то их запах вскоре распространится по всей комнате. Это происходит из-за того, что молекулы духов движутся. Движение молекул нельзя обнаружить ни в лупу, ни в микроскоп. Двигаясь в воздухе, молекулы духов сталкиваются с молекулами газов, которые входят в состав воздуха. При этом они постоянно меняют направление движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по комнате. Поэтому, двигаясь очень быстро, молекулы духов доносят запах до разных концов комнаты довольно медленно.

Следующий опыт подтверждает гипотезу о непрерывном движении молекул. В сосуд с водой бросим несколько кристалликов марганцовки. Они опустятся на дно сосуда, и вокруг них образуется небольшое облачко окрашенной воды. Оставим сосуд в покое на некоторое время. Будем наблюдать, как постепенно происходит окрашивание воды в сосуде.

Аналогичное явление можно наблюдать на другом опыте (продемонстрированный на четвёртом и пятом слайдах в проекте Физика, также вы можете проверить там свои знания). Если удалить разделяющую перегородку между сосудами, в нижнем из которых находятся пары брома, а в верхнем – воздух, то спустя определённое время они полностью перемешаются между собой.

Наблюдаемое явление объясняется тем, что молекулы воздуха и брома, расположенные возле границы раздела газов, меняются местами. Далее, двигаясь непрерывно и беспорядочно, молекулы газов распространяются по всему объёму.Газ в сосуде становится однородным. Явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул вещества между молекулами другого, называется - диффузия.

Итак, причиной диффузии является непрерывное и беспорядочное движение частиц вещества. Так как все молекулы движутся, то диффузия может происходить и в газа, и в жидкостях, и твёрдых телах. Наиболее быстро диффузия происходит в газах. Медленнее – в жидкостях, а в твёрдых телах – совсем медленно: годами.

Известен опыт, в котором гладко отшлифованные пластинки свинца и золота пролежали друг на друге 5 лет. За это время золото и свинец продиффундировали (проникли) друг в друга на расстояние около 1 мм.

Процесс диффузии ускоряется с повышением температуры. Это происходит потому, что с повышением температуры увеличивается скорость движения молекул. Таким образом, явление диффузии протекает по-разному при разной температуре: чем выше температура вещества, тем быстрее происходит диффузия.