Диффузия в газах

как в ноздри они проникают.
……………………………………………………….
Но это все обладает, однако, телесной

природой,
Если способно оно приводить наши чувства в
движенье”
-Лукреций Кар “О природе вещей”

С.А. (физика)
Толмачева Н.Р. (биология)

обусловленный хаотическим тепловым движением молекул (атомов) в одном –или многокомпонентных

газовых или конденсирующих средах

однородность системы, в начале разнородной -вызывается неоднородностью взятой системы и оканчивается

по достижению ее однородности (для постоянных температур) - неравенство температур вызывает диффузию в однородной системе.

равновесию.

Vжидкости >V тв. телах)

Вывод: молекулы газов движутся быстро, но распространяются

не мгновенно т.к. молекулы движутся среди молекул воздуха, которые тоже непрерывно и хаотический движутся.
Пример: диффузии в газах- распространение запаха

поперечного сечения образца, средней
скорости движения молекул, зависит от массы

молекул.

- диффузия необратимый и самопроизвольный процесс

- диффузия фундаментальное явление природы

т.к. химические свойства изотопов совершенно одинаковы. Пример: Природный водород состоит

из 99,985 % легкого изотопа протия и из 0,015% тяжелого изотопа дейтерия)

нижний слой- тропосфера) представляет собой однородную смесь азота, кислорода, углекислого

газа, небольшой примеси инертных газов и паров воды. При отсутствии диффузии произошло бы расслоение атмосферы под действием Fтяж.

на две части. В боковых стенках- запальные свечи, между электродами

которых может создаваться искра. Искра не вызывает взрыва т.к. кислород отделен от водорода. Откроем клапан: через некоторое время газы перемешаются и искра вызовет взрыв смеси- гремучего газа. (Тяжелый кислород поднимается вверх, а водород который легче кислорода в 16 раз опускается вниз. Следовательно газы двигались вопреки действию поля силы тяжести)

Наблюдение явления диффузии
Приборы и материалы:Пробирка с ватой, смоченной спиртом, пробирка с кристалликами перманганата калия, пробирка с водой, стакан, лист бумаги.
Порядок выполнения работы
1 Откройте на короткое время пробирку с ватой, смоченной спиртом .Что вы почувствовали ? Как можно объяснить распространение запаха с точки зрения молекулярного строения вещества ?
2 Смочите часть листа бумаги водой, положите на увлажненное место кристаллик марганцовки. Что вы наблюдаете вокруг него ?
3 Ответьте на вопросы:
Где быстрее происходит диффузия: в жидкостях или газах ?
О чем свидетельствует явление диффузии ?

–это максимально распространенная и до определенных условии достаточно надежная форма

общения между источником сигнала и адресатом


«Нос всему голова»

применения в быту, промышленности и в нашей повседневной жизни
(ведущим механизмом

переноса запаха является диффузия )

нервной возбудимости
Вызывающие отвращение

или иные эмоциональные переживания,
способны управлять настроением и работоспособностью, пробуждают память,

и не логическую,
а именно эмоциональную.

Чувствительность к запахам строго индивидуальна.

Phero - несу
Hormao - возбуждаю

поведенческими реакциями, процессами развития, а также многими процессами, связанными с

социальным поведением и размножением

Адольфа Бутенандта
Работа: выделение из желез самок шелкопряда вещества привлекающего самцов

того же биологического вида. (вещество назвали бомбикол)
Для получения 4мг феромона шелкопряда понадобилось 313000 насекомых.

«свежесть и чистота»
-быстро разрушаются в воздухе
-смываются водой
-обладают различной степени

прочности (могут сохранятся на расстоянии нескольких км не менее одного часа)
-не принадлежат к одному классу химических соединении (самый простой «сигнальный агент» диоксид углерода, углекислый газ – СО2;
в «первичный источник власти» входят 8 компонентов)

для привлечения брачных партнеров, сигналов об опасности)
Праймеры

Формирование определенного поведения и

влияния на развитие особей (феромон выделяемый пчелой-маткой подавляет половое развитие других пчел-самок, превращая их в рабочих пчел )

– одмихнионы (указывающие дорогу к дому, метки на границах индивидуальных

территорий)
3. смена пола – гонофионы
4. поведение – этофионы
5. половое созревание – гамофионы
6. страха и тревоги – торибоны
7. маскирующих животных под другой вид - лихневмоны

98% людей, но только 15 % мужчин и 27 %

женщин выделяют повышенное количество феромонов в окружающую среду ( это те мужчины и женщины, которых называют «сексапильными»,
т.е. обладающими особой
сексуальной
привлекательностью)




Полицейские отличающиеся тонким обонянием чувствуют запах страха исходящий от преступника

вошедшей в комнату дамы.
Многие с завязанными глазами безошибочно отберут одежду,

принадлежащую их сексуальному партнеру

Каждая семья общественных насекомых имеет свой общий, только ей свойственный запах (распространено использование чужих запахов в качестве фальшивых пропусков)
У шелкопрядов и других видов бабочек самцы по запаху разыскивают самок (рекорд по дальности обнаружения – 11км).

самых обычных пчел и моль - обнаруживают в 99% случаев)
У

тараканов можно развить условные рефлексы «собаки Павлова»
Трутни находят королеву улья на расстоянии до 60 м «феномен свиты королевы», это же феромен задерживает репродуктивный рост рабочих пчел и заставляет их трудиться в улье и собирать нектар

время, как их конкуренты уползают по ложному следу, они спокойно

направляются к своей избраннице

Аронник (самое вонючее растение в мире)
«аромат» которого напоминает запах гниющего мясо воняет потому, что ему нужны мухи для размножения

к Новому году, актуальна не только у нас. И, к

сожалению, некоторые достают елку, просто вырубая ее в лесу у шоссе. Убытки огромны. Что делать? Не сторожить же огромные массивы леса?
Задача 2. Трещины в трубопроводе
Бесконечная нить газопровода пересекает огромные пространства. Время от времени в трубе образуются микротрещины. Их важно быстро обнаружить. Строить дорогостоящие системы с многими тысячами датчиков? А можно ли сделать так, чтобы природа сама подсказывала место утечки газа?
Задача 3. Псы и коты
Факт: псы «от века» любят гоняться за котами, домашними птицами. Но в Голландии хозяину пса за каждого обиженного кота надо платить солидный штраф. Как поступить хозяину собаки, чтобы не держать ее все время на поводке?
Задача 4. Нематода и картошка
Весна. Колхозники готовят картошку для посадки, а на поле с прошлого года затаился вредитель — нематода. В своих коконах они могут ждать не один год, а как только почувствуют запах картофельного сока из поврежденных при посадке клубней, вылезут из коконов и доберутся до лакомства — картошки. Можно обработать поля химическим средствами, но к ним вредители приспосабливаются. К тому же это вредно и для людей и животных. Как быть?

момент в село может нахлынуть вооруженная конница. Их цель —

продовольствие. Правда — одно хорошо — быстро нахлынут, но и быстро схлынут. Как рачительным хозяевам не допустить непрошенных гостей на лошадях на свой двор? Вооруженные действия бессмысленны — в бою налетчики более умелые...
Задача 6 Мотылек на носу
В кинофильме «Маленький принц говорит» требовалось, чтобы стая мотыльков послушно уселась на нос героини. Мультипликация — по ряду причин — недопустима. Как это сделать с недрессируемыми мотыльками?
Задача 7 Конкуренты не шутят
Начинающий коммерсант в Колумбийском городе Маракайбо, решил открыть магазин готового платья. Накануне открытия он получил анонимное письмо следующего содержания: «Одумайся, пока не поздно, мы шутить не будем». Тот только посмеялся над угрозой.
Прошло два дня, и в магазин потянулись возмущенные покупатели. Интересно почему? Ведь одежда то хорошая! Ждём ваших гипотез.

так: деревья у шоссе опрыскивают специальным препаратом, запах которого отвратителен.

Правда, в холодную погоду он не ощутим. А вот в закрытом и теплом человеческом жилище встречать Новый год придется в противогазе...
Решение задачи 2. Трещины в трубопроводе
В Чехословакии над газопроводом высаживают люцерну. При воздействии даже малейшего количества газа люцерна меняет свой рост и цвет. С вертолета делают снимки посевов и так определяют место утечки.
В США работники газопроводов для выявления утечек газов из труб, используют обоняние грифов-индеек. С этой целью в природный газ добавляют химическое вещество с запахом тухлого мяса. В случае утечки, грифы, питающиеся падалью, начинают кружиться над местом утечки. Обходчику легко заметить крупных птиц (размах крыльев до двух метров) и найти место утечки.
Решение задачи 3. Псы и коты
А. Одно из направлений решения: мгновенное предупреждение кота об опасности, исходящей от собаки.
В Голландии на шею псам вешают позванивающие колокольчики: только двинувшись в сторону зазевавшегося кота, они звуком колокольчика сами предупреждают его об опасности.
Б. Другое направление решения:
Разрушьте вредное действие — желание собаки гоняться за котами и птицей. Измените восприятие собакой окружающего мира. Используйте запаховый и акустический канал — посредник — запах и звук, например, ультразвук.
Французская фирма «Динавет» выпускает собачьи ошейники, останавливающие лай. Звук лая улавливается микрофоном — из коробочки под ошейником выбрасывается струйка эфирного масла, запах которого напоминает лимон. Собака от неожиданности замолкает и начинает принюхиваться, гадая, откуда пахнет.

посадки картофеля поля поливают водой, смешанной с соком подгнившей картошки.

Решение задачи 5. Защита крестьянского добра
Жители натирали ворота медвежьим салом — лошади храпели, упрямились и не шли во двор — боялись запаха медведя.
Решение задачи 6 Мотылек на носу
На нос героине побрызгали капельку феромонов (половых гормонов бабочек) и все произошло как нужно.
Решение задачи 7 Конкуренты не шутят
Возмущенные покупатели в карманах купленной одежды обнаружили блох, клопов, тараканов и других неприятных насекомых
Еще решение — конкуренты обрызгали одежду специальным раствором. Стоило чуть повыситься температуре одежды, как вещество стало разлагаться и отвратительно пахнуть.

но Элли этого не знала и продолжала идти, беспечно вдыхая

сладковатый и усыпляющий аромат… Веки ее отяжелели, и ей ужасно захотелось спать”
- А.М. Волков. Волшебник Изумрудного города

путь 2500 метров. Какова ее средняя скорость ?
Надули два воздушных

шарика: один оставили в комнате, другой поместили в холодильник. Какие различия в изменений объемов шариков мы будем наблюдать? С чем это связано? Ответ поясните.

видимым даже в безветренную погоду?
4. Природные горючие газы не имеют

запаха, поэтому в них добавляют специальные пахучие вещества-одоранты. Для чего это делают ? На каком физическом явлении основано действие таких одорантов ? Объясните, почему достаточно нескольких граммов одоранты на тысячи кубических метров газа, чтобы придать ему запах ?

в покое. Через некоторое время равновесие весов нарушилось. Почему ?
6.

Какую роль играет диффузия в очистке воздуха от выхлопных газов автомобильного дыма и других вредных для здоровья примесей ?

/Японская/
“ Тухлое яйцо портит всю кашу”
/Немецкая/
“Ложки дегтя и бочку меда испортит”
/Русская/
“Нарезанный лук сильнее пахнет”
/Мальгашская/

перегородки (мембраны), через которые одни вещества могут проникать, а другие

не могут. Так, через некоторые животные плёнки может проникать вода, а сахар и другие органические вещества, имеющие более крупные молекулы, не проникают. Существуют полимерные плёнки, проницаемые для гелия и непроницаемые для водорода. Некоторые металлы, например палладий, проницаемы только для водорода и непроницаемы для других газов.
Когда с обеих сторон от перегородки установятся (при одинаковых температурах) равные давления проникающего через неё газа, потоки газа в обе стороны выравниваются, и устанавливается динамическое равновесие. Другие газы при этом не проникают через перегородку, их парциальные давления, а следовательно, и полные давления по разные стороны от перегородки могут быть различными.

полупроницаемой неподвижной перегородкой. В первую половину сосуда введена смесь mа=20

г аргона и mв=2 г водорода, во второй половине – вакуум. Через перегородку может диффундировать только водород. Какое давление установится в первой половине сосуда после окончания процесса диффузии? Во время процесса поддерживалась температура t=20 C.
• Сосуд, заполненный смесью водорода и гелия, отделен от равного ему по объёму откаченного сосуда полупроницаемой неподвижной перегородкой, свободно пропускающей только молекулы гелия. После установления равновесия давление в первом сосуде упало на 10 %. Определить отношение масс гелия и водорода. Во время процесса температура поддерживалась постоянной.
• Одинаковые массы водорода и гелия поместили в сосуд объёма V1, которые отделён от откаченного сосуда объёма V2 полупроницаемой неподвижной перегородкой, свободно пропускающей только молекулы водорода. После установления равновесия давление в первом сосуде упало в два раза. Определить отношение V2/V1. Во время процесса температура поддерживалась постоянной.
• Цилиндр разделен подвижным, хорошо проводящим тепло поршнем на две части. В начальный момент справа от поршня находится m=32 г кислорода, слева – смесь гелия и водорода. Поршень при этом расположен посередине сосуда. Поршень, непроницаемый для водорода и кислорода, оказался проницаемым для гелия. Началась диффузия гелия через поршень, в результате чего поршень начал перемещаться и окончательно расположился на расстоянии, равным 1/4 длины цилиндра (считается от левого днища). Определить массы гелия и водорода в цилиндре.