Исследовательская работа по физике "Диффузия вокруг нас"

 разделении общеобразовательное учреждение

 степени средняя  элемент школа»

ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ РАБОТА

 конечный тему: «Диффузия вокруг нас этапом»

по физике

Ученица элементы 7 класса

Лендова Валерия Александровна

Руководитель:  разделении Оксана Павловна

г.  розничной 2019

Содержание:

1.Введение …..……………………………………………………………….....стр.3

- Актуальность работы…………………………………………………. ……..стр.3

- Цели работы………………………………………………….………………..стр.3

- Задачи работы……………………………………………..…………………..стр.4

- Методы исследования…………………………………….…………………..стр.4

- Гипотеза……………………..…………………………….………………….. стр.4

Основная часть ………………………………………………………………... стр.5

     2. Что такое диффузия? …..……………………………………….……...…… стр.5

     3. Виды диффузии………………………………….………………...…….…...стр.6

3.1. Диффузия в газах………………………………………….………………..стр.6

3.2. Диффузия в жидкостях……..………………………….……………......... стр.6

2.3. Диффузия в твердых телах……………………………………………….. стр.6

     4. Примеры проявления диффузии в природе и технике………….….….….. стр.7

4.1. Диффузия в растительном мире………………………………..……….... стр.7

4.2. Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека………….….……...стр.7

4.3. Осмос…………………………………………………………………..……стр.8

4.4. Применение диффузии в технике. ………………………………………..стр.9

4.5.Вредные проявления диффузии. …………………… …………….…..…. стр.10

5. Практическая часть ………………………………………………………….стр.12

6. Выводы……………………………………………………………………..… стр.17

7. Список использованных источников……………………………………..… стр.18

8. Приложение……………………………………………………………..……. стр.19

Однажды вернувшись домой после занятий в школе, дома никого на тот момент еще не было, я решила воспользоваться моментом, и приготовить себе чашку кофе. Мама запрещала мне его пить…Но неожиданно хлопнула дверь…кто-то вошел и по запаху маминых духов , я поняла, что это была МАМА… я пыталась избавиться от кофе, но по запаху , мама догадалась… Я ЗАДАЛАСь ВОПРОСОМ, А КАКОЕ ЭТО ЯВЛЕНИЕ…

Введение

В этом году я начала изучать новый предмет - физику. Он меня очень сильно заинтересовал, потому что, чем больше я узнаю, тем больше понимаю, как много удивительного и интересного происходит вокруг нас. Мир физических явлений чрезвычайно разнообразен. Уже в глубокой древности, за 2500 лет до нашего времени, зародилось представление, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших частиц, недоступных непосредственному наблюдению.

Актуальность данного исследования 

 Диффузия - это удивительное явление, с которым мы сталкиваемся на протяжении всей нашей жизни. Роль, которую играет диффузия в окружающем нас мире трудно переоценить. Её проявления есть и в природе, и в технике, и в быту. Каждое утро, выпивая кружку чая, мы не догадываемся, что наблюдаем явление диффузии. Ведь именно благодаря этому явлению  мы дышим, ощущаем приятные запахи, едим вкусную пищу, источающую чудные ароматы. Изучение влияния диффузии на жизнедеятельность растений, животных и человека расширит спектр наших знаний о живой природе, демонстрирует тесную связь физики, биологии, экологии и медицины. Исследование диффузии помогает лучше понять явления, с которыми мы сталкиваемся каждый день.  К сожалению, диффузионные процессы могут оказывать не только положительное, но и негативное влияние на жизнедеятельность растений, животных и человека.
Я заинтересовалась этим явлением потому, что это один из важных процессов в жизнеобеспечении людей и живой природы Земли.  Абсолютно у всего в этом мире есть своя причина.

Цели проекта:

1. Расширить знания о диффузии
2. Выяснить: от чего зависит диффузия
3. Рассмотреть роль диффузии в природе и жизнедеятельности человека, доказать общую значимость этого явления.
4. Подтвердить теоретические факты экспериментами
5. Рассмотреть примеры диффузии  в домашних опытах

Обобщить приобретенные знания и сделать выводы

Задачи проекта:

1. Подобрать и изучить материал по теме«Диффузия»..

2. Познакомиться с проявлением диффузии в жизни человека, в быту, на производстве и в науке,  практическим её  применением. влияние явления диффузии на окружающую среду и человека

3. Описать и спроектировать наиболее интересные опыты по диффузии. 

Методы исследования: 

1.Изучение, анализ и синтез литературных и других информационных источников;

2.Наблюдение;

3.Анализ информации и результатов;

4.Сравнение;

Гипотеза: 

диффузия имеет важное значение для человека и природы. Именно это я и хочу доказать.

Основная часть

2. Что такое диффузия?

Уже в глубокой древности, за 2,5 тыс. лет до нашего времени, зародилось представление, что все окружающие нас тела состоят из мельчайших частиц, недоступных непосредственному наблюдению. Однако лишь за последние 150 лет развилось и было экспериментально обосновано современное учение о молекулах и атомах – молекулярная теория. Одним из основателей молекулярной теории был Демокрит. Суть учения Демокрита  сводилась к следующему: не существует ничего, кроме атомов; атомы бесконечны по числу и бесконечно разнообразны по форме; различие между вещами происходит от различия их атомов в числе, величине, форме и порядка; качественного различия между атомами нет. Учение  Демокрита существует давно, однако и нынешнее учение основано на предложениях того времени. Из учения Демокрита следует, что все тела состоят из атомов, однако атомы могут образовывать молекулы. Молекулами называют мельчайшие частицы, из которых состоят различные вещества.

В основе современного положения молекулярно-кинетической теории лежат три утверждения, каждое из которых в настоящее время строго доказано экспериментально: вещество состоит из частиц; эти частицы хаотически движутся; частицы взаимодействуют друг с другом.

Все частицы находятся в непрерывном движении. В начале 20-го века ученые смогли измерить на опыте скорость хаотического (теплового) движения молекул. Результат удивил многих: оказалось, например, что в окружающем нас воздухе молекулы носятся со скоростью ружейных пуль (сотни метров в секунду). Почему же мы не ощущаем своей кожей ударов молекул? А мы их ощущаем! Но так как молекулы чрезвычайно малы, а их удары – очень и очень частые, «барабанную дробь» ударов молекул мы ощущаем как постоянное давление воздуха. Одним из проявлений теплового движения является процесс диффузии.

Диффузия (от лат. «диффузио» – распространение, растекание) — это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Диффузия объясняется так. Сначала между двумя соприкасающимися телами чётко видна граница раздела двух сред). Затем, вследствие своего движения отдельные частицы веществ, находящиеся около границы, обмениваются местами. Граница между веществами расплывается).          Проникнув между частицами другого вещества, частицы первого начинают обмениваться местами с частицами второго, находящимися во всё более глубоких слоях. Граница раздела веществ становится ещё более расплывчатой. Благодаря непрерывному и беспорядочному движению частиц этот процесс приводит, в конце концов к тому, что раствор в сосуде становится однородным. Это явление имеет место в газах, жидкостях и твёрдых телах. 

3. Виды диффузии

3.1. Диффузия в газах

Почему возможно распространение запахов в пространстве? (Например, запаха духов). Распространение запахов возможно благодаря движению молекул веществ. Это движение носит непрерывный и беспорядочный характер. Сталкиваясь с молекулами газов, входящих в состав воздуха, молекулы духов много раз меняют направление своего движения и, беспорядочно перемещаясь, разлетаются по всей комнате. Причина диффузии - беспорядочное движение молекул. Пояснение: частицы газа далеко удалены друг от друга. Между ними существуют большие промежутки. Сквозь эти промежутки легко перемещаются частицы другого вещества. Вывод: диффузия в газах протекает быстро.

3.2. Диффузия в жидкостях

Если бросить несколько кристалликов перманганата калия в воду, мы будем

наблюдать, что в течение нескольких часов будет происходить окрашивание воды в розовый цвет. Вывод: скорость диффузии в жидкости намного меньше чем в газах. Пояснение: частицы в жидкости «упакованы» так, что расстояние между соседними частицами меньше их размеров. Сами частицы могут перемещаться по всему занимаемому жидкостью объему сосуда. Перемешивание жидкостей происходит медленно

3.3. Диффузия в твердых телах.

Если привести в соприкосновение две пластины: одну из меди, другую из олова, диффузия (перемешивание) веществ, конечно, произойдет, но на это понадобятся года. Вывод: скорость диффузии в твердых телах еще меньше чем в жидкостях. Пояснение: в твердых телах расстояния между частицами совсем маленькие. Они такие же, как размеры самих частиц. Проникновение через такие малые промежутки частиц другого вещества крайне затруднено и поэтому происходит очень медленно.

4. Примеры проявления диффузии в природе и технике

4.1. Диффузия в растительном мире

К.А. Тимирязев говорил: «Будем ли мы говорить о питании корня за счѐт

веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счет атмосферы или питании одного органа за счѐт другого, соседнего, – везде для объяснения мы будем прибегать к тем же причинам: диффузия». Действительно, в растительном мире очень велика роль диффузии. Например, большое развитие листовой кроны деревьев объясняется тем, что диффузионный обмен сквозь поверхность листьев выполняет не только функцию дыхания, но частично и питания. В настоящее время широко практикуется внекорневая подкормка плодовых деревьев путем опрыскивания их кроны. Большую роль играют диффузные процессы в снабжении природных водоѐмов и аквариумов кислородом. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счѐт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья или ряска, покрывающие поверхность воды, могут совсем прекратить доступ кислорода к воде и привести к гибели ее обитателей. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.

4.2. Роль диффузии в пищеварении и дыхании человека

Наибольшее всасывание питательных веществ происходит в тонких кишках,

стенки которых специально для этого приспособлены. Площадь внутренней

поверхности кишечника человека равна 0,65м2. Она покрыта ворсинками –

микроскопическими образованиями слизистой оболочки высотой 0,2-1мм, за счет чего площадь реальной поверхности кишечника достигает 4-5 м2, т.е. достигает в 2-3 раза больше площади поверхности всего тела. Процесс всасывания питательных веществ в кишечнике возможен благодаря диффузии. Дыхание – перенос кислорода из окружающей среды внутрь организма сквозь его покровы – происходит тем быстрее, чем больше площадь поверхности тела и окружающей среды, и тем медленнее, чем толще и плотнее покровы тела. Отсюда понятно, что малые организмы, у которых площади поверхности велики по сравнению с объемом тела, могут обходиться вовсе без специальных органов дыхания, удовлетворяясь притоком кислорода исключительно через наружную оболочку.

А как же дышит человек? У человека в дыхании принимает участие вся

поверхность тела – от самого толстого эпидермиса пяток до покрытой волосами кожи головы. Особенно интенсивно дышит кожа на груди, спине и животе. Интересно, что по интенсивности дыхания эти участки кожи значительно превосходят легкие. С одинаковой по размеру дыхательной поверхности здесь может поглощаться кислорода на 28% а выделяться углекислого газа даже на 54% больше, чем в легких. Однако во всем дыхательном процессе участие кожи ничтожно по сравнению с легкими, так как общая площадь поверхности легких, если развернуть все 700 млн. альвеол, микроскопических пузырьков, через стенки которых происходит газообмен между воздухом и кровью, составляет около 90-100 м2 а общая площадь поверхности кожи человека около 2 м2, т.е, в 45-50 раз меньше. Вывод: диффузия имеет большое значение в процессах жизнедеятельности человека, животных и растений. Благодаря диффузии кислород из легких пpoникaeт в кровь человека, а из крови – в ткани.

4.3. Осмос.

Одним из видов процесса диффузии является одностороннее проникновение

молекул одних веществ в другие. Научным языком это звучит так: диффузия

веществ через полупроницаемые мембраны. Такой процесс называется осмосом. Осмос от греческого – толчок, давление. Впервые осмос наблюдал французский химик Нолле в 1748 г. В почвенных растворах содержатся минеральные соли и органические соединения. Вода из почвы попадает в растение путем осмоса через полупроницаемые мембраны корневых волосков. Концентрация воды в почве оказывается выше, чем внутри корневых волосков, поэтому вода проникает в зерно и дает жизнь растению.

Аналогичный процесс применяется в медицине, например, в аппарате

«искусственная почка». Боле 30 лет назад немецкий врач Вильям Кольф

применил аппарат «искусственная почка». С тех пор он применяется: для

неотложной хронической помощи при острой интоксикации; для подготовки

больных с хронической почечной недостаточностью к трансплантации почек; для длительного (10-15 лет) жизнеобеспечения больных с хроническим заболеванием почек. Аппарат представляет собой гемодиализатор, в котором кровь соприкасается через полупроницаемую мембрану с солевым раствором. В солевой раствор сквозь мембрану проходят ионы и молекулы продуктов обмена (мочевина, мочевая кислота), а также различные токсические вещества, подлежащие удалению из организма. Аппарат подключается к кровеносной системе больного с помощью катетеров, введенных в полую и локтевую вены. Диализ продолжается 4-6 ч. Этим достигается очистка крови от азотистых шлаков при недостаточной функции почек, т.е. осуществляется регулирование химического состава крови. Практическое применение осмоса. 

Мембранные методы разделения применяются для опреснения солѐных и очистки сточных вод, получения особо чистой воды, разделения углеводородов, концентрирования растворов, в том числе пищевых продуктов, биологически активных веществ, обогащения воздуха кислородом. В настоящее время во всем мире действует свыше 2000 заводов по опреснению воды.

4.4. Применение диффузии в технике.

Диффузия находит широкое применение в промышленности. На явлении

диффузии основана диффузионная сварка металлов. Методом диффузионной

сварки соединяют между собой металлы, неметаллы, металлы и неметаллы,

пластмассы. Детали помещают в закрытую сварочную камеру с сильным

разряжением, сдавливают и нагревают до 800 градусов. При этом происходит

интенсивная взаимная диффузия атомов в поверхностных слоях контактирующих материалов. Диффузионная сварка применяется в основном в электронной и полупроводниковой промышленности, точном машиностроении. Для извлечения растворимых веществ из твердого измельченного материала применяют диффузионный аппарат. Такие аппараты распространены в свеклосахарном производстве, где их используют для получения сахарного сока из свекловичной стружки, нагреваемой вместе с водой. Существенную роль в работе ядерных реакторов играет диффузия нейтронов, то есть распространение нейтронов в веществе, сопровождающееся многократным изменением направления и скорости их движения в результате столкновения с ядрами атомов. Диффузия нейтронов в среде аналогична диффузии атомов и молекул в газах и подчиняется тем же закономерностям. В результате диффузии носителей в полупроводниках возникает электрический ток, Для создания, например, полупроводникового диода в одну из поверхностей германия вплавляют индий. Вследствие диффузии атомов индия в глубь монокристалла германия в нем образовывается р-n – переход, по которому может идти значительный ток при минимальном сопротивлении. На явлении диффузии основан процесс металлизации – покрытия поверхности изделия слоем металла или сплава для сообщения ей физических, химических и механических свойств, отличных от свойств металлизируемого материала. Он применяется для защиты изделий от коррозии, износа, повышения контактной электрической проводимости, в декоративных целях. Для повышения твердости и жаростойкости стальных деталей применяют цементацию. Она заключается в том, что стальные детали помещают в ящик с графитовым порошком, который устанавливают в термической печи. Атомы углерода вследствие диффузии проникают в поверхностный слой деталей. Глубина проникновения зависит от

температуры и времени выдержки деталей в термической печи.

4.5. Вредные проявления диффузии.

Не всегда диффузия благо для человека. Порою, диффузия бывает вредным и даже опасным явлением. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома для приготовления пищи, не имеет ни цвета ни запаха, поэтому трудно сразу заметить его утечку. А при утечке за счѐт диффузии газ распространяется по всему помещению. Между тем при определѐнном соотношении газа с воздухом в закрытом помещении образуется смесь, которая может взорваться, например, от зажжѐнной спички. Газ может вызвать и отравление людей. Дымовые трубы предприятий выбрасывают в атмосферу углекислый газ, оксиды азота и серы. В настоящее время общее количество эмиссии газов в атмосферу превышает 40 000 000 000 тонн в год. В некоторых медицинских исследованиях была показана связь заболеваемости органов дыхания и верхних дыхательных путей с состоянием воздуха. Отмечается прямая зависимость между показателем уровня заболеваемости органов дыхания и объёмом  выбросов вредных веществ в атмосферу.  Избыток углекислого газа в атмосфере опасен для живого мира Земли, нарушает круговорот углерода в природе, приводит к образованию кислотных дождей. Особенно сильно загрязняется и разрушается почва из-за чрезмерного внесения минеральных удобрений и ядохимикатов. Увеличивается площадь земель, загрязнённых выбросами промышленных предприятий и т.д. Несколько  тысяч гектаров земли занято свалками промышленных и бытовых отходов. Один из трудно решаемых в настоящее время вопросов является вопрос утилизации промышленных отходов, в том числе токсичных. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей и океанов. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире равен примерно 10 000 000 000 тонн. Загрязнение водоѐмов приводит к тому, что в них исчезает жизнь, а воду, используемую для питья, приходится очищать, что очень дорого. Кроме того, в загрязненной воде происходят химические реакции с выделением тепла. Температура воды повышается, при этом снижается содержание кислорода вводе, что плохо для водных организмов. Из-за повышения температуры воды многие реки теперь зимой не замерзают. Для снижения выброса вредных газов из промышленных труб, труб тепловых электростанций устанавливают специальные фильтры. Для предупреждения загрязнения водоемов необходимо следить за тем, чтобы вблизи берегов не выбрасывался мусор, пищевые отходы, навоз, различного рода химикаты. Мы видим, как велико значение диффузии в неживой природе, а существование живых организмов было бы невозможно, если бы не было этого явления. К сожалению, приходится бороться с отрицательным проявлением этого явления, но положительных факторов намного больше и поэтому мы говорим об огромном значении диффузии в природе.

5.Практическая часть

Как много удивительного и интересного происходит вокруг нас! Многое хочется узнать, попытаться объяснить самостоятельно. Именно для этого я решила провести ряд экспериментов, в ходе которых попыталась выяснить, действительно ли теория диффузии справедлива, находит ли она свое подтверждение на практике. Любую теорию можно считать достоверной лишь в том случае, если она многократно подтверждается экспериментально.
Опыт № 1. Между частицами вещества имеются промежутки

Гипотеза: между частицами вещества имеются промежутки.

Оборудование: 4 пробирки, вода, песок, подкрашенный спирт.

Описание опыта: а) Взять две пробирки: одна до половины наполнена водой, а другая до половины наполнена песком. Воду вылить в пробирку с песком. Объём смеси воды и песка в пробирке меньше суммы объёмов воды и песка. (Приложение - рис.1,2,3)

 б) Длинную стеклянную трубку до половины наполнить водой, а затем сверху налить подкрашенный спирт. Общий уровень жидкостей в трубке отметить резиновым кольцом. После перемешивания воды и спирта объём смеси уменьшается. (Приложение - рис.4,5)

Вывод: Опыты а) и б) доказывают, что между частицами вещества существуют промежутки; во время диффузии они заполняются частицами вещества – «пришельца».

Опыт №2 Диффузия в твердых телах, жидкостях и газах

Гипотеза: Диффузия происходит во всех телах: твердых, жидких, газообразных. Скорость протекания зависит от рода вещества.

Оборудование: апельсин, стакан с водой комнатной температуры, пакетик с заваркой, сырая картофелина, марганцовка (кристаллы). (Приложение - рис.6)

Описание опыта: Одновременно разрезать апельсин; опустить в стакан с водой пакетик заварки; на срез сырой картофелины насыпать несколько кристалликов марганцовки. Через 5 минут запах апельсина заполнил собой все помещение, в стакане с кипятком заварился чай, картофелина немного окрасилась кристаллами марганцовки. (Приложение - рис.7)

Вывод: быстрее всего диффузия происходит в газах, чуть медленнее в жидкостях, для твердых тел нужно гораздо больше времени.

Опыт № 3. «Диффузия в холодной и горячей воде».

Гипотеза: разная скорость протекания диффузии в зависимости от температуры.

Оборудование: холодная и горячая вода, стаканы, пакетики чая.

Описание опыта: Нальём в один стакан холодной воды, а в другой горячей. Положим в два стакана одинаковые пакетики чая и оставим на две минуты (слева – холодная вода t = 25 °С , справа горячая вода t = 80 °C) (Приложение - рис.8,9,10).

Вывод: т.к. в стакане с горячей водой пакетик чай окрасил воду более интенсивно, значит, диффузия прошла быстрее. Это можно объяснить следующим образом: чем выше температура тела, тем быстрее движутся молекулы. Чем быстрее будут двигаться молекулы соприкасающихся веществ, тем быстрее происходит диффузия.

Опыт № 4. Диффузия в газах.

Гипотеза: изучение изменения скорости диффузии газообразных веществ от различных факторов.

Оборудование: термометр, секундомер, духи, освежитель воздуха.

Описание опыта: Измеряем время распространения запаха духов и освежителя до получения явной чувствительности у наблюдателя, стоящего на расстоянии 2,5 м и 5 м в помещении класса при температуре +18°С. Определяем время распространения запаха при низкой температуре (на улице при t = -10 °С). Опыты проводили 3 раза, определили среднее время (Приложение - рис.11-18).

Помещение тщательно проветривали, через 3 часа после данного эксперимента, опыт повторяли. Для всех полученных данных определила среднее арифметическое значение. Данные эксперимента я привела в таблице.

В результате данного исследования можно выявить зависимость времени распространения запаха духов в помещении, а значит и скорости диффузии от изменения температуры воздуха. Полученные данные свидетельствуют о том, что скорость распространения запаха духов зависит от повышения температуры помещения следующим образом: при повышении температуры запах распространился быстрее. Анализ показателей времени распространения запаха духов в помещении показал, что диффузия ускоряется при повышении температуры.
Результаты опытов: (Приложение - Таблица 1).

Вывод: В газах диффузия происходит быстрее, чем в жидкостях. Чем выше температура газов, тем быстрее происходит процесс диффузии. При проведении опыта было замечено, что процесс диффузии в газах (например, в воздухе) зависит от наличия ветра. Этот фактор значительно повлиял на определение времени распространения запаха при низкой температуре (опыт на улице). Итак, вторая часть гипотезы в практической части также подтверждена: Диффузия протекает быстрее при более высокой температуре. Это можно объяснить следующим образом: чем выше температура тела, тем быстрее движутся молекулы. Чем быстрее будут двигаться молекулы соприкасающихся веществ, тем быстрее происходит диффузия.

Например, при выбросе горячих газов из труб различных предприятий (или из выхлопных труб автомобилей) эти вредные для здоровья людей и животных вещества распространяются очень быстро. Летом это происходит еще быстрее.

Опыт № 5. Наблюдение осмоса.

Цель: наблюдение процесса осмоса как одного из видов диффузии.

Оборудование: морковь, стеклянная трубочка, стакан с чистой водой, соленая вода.

Описание опыта: В морковку вставили стеклянную трубку. Если налить в трубку соленую воду, а морковку поставить в стакан с чистой водой, то спустя некоторое время можно заметить, что уровень воды в трубке начинает ползти вверх. (Приложение - рис.19-21).

Вывод: Когда морковка растет на огороде, то она примерно так же перекачивает воду из почвы в ботву. Ведь в морковке концентрация солей выше, чем воде, которой поливают огород, и благодаря осмосу живительную влагу получают не только корни, но и все ткани растения.

Опыт № 6. Влияние различных веществ на поверхности воды на процесс диффузии.

Гипотеза: разные вещества на поверхности воды по разному влияют на скорость испарения воды, скорость протекания диффузии различна.

Оборудование: термометры – 3 шт, секундомер, небольшие емкости– 3 шт,, теплая вода, бензин, нефть (растительное масло).

Описание опыта: В небольшие емкости была налита вода одинаковой массы и одинаковой температуры  +40 °С. Затем в первом блюдце оставила воду, во второе налила бензин (5мл), в третье – растительное масло (5 мл).  Растительное масло в нашем опыте имитировало нефть. Через каждые 15 минут снимались показания термометров, помещенных в жидкости. Температура в помещении была 24 °С. (Приложение - рис.22-24).

Результаты измерений зафиксированы в таблице. (Приложение - Таблица 2).

По результатам опыта построим график изменения температуры в зависимости от примесей в воде: (Приложение - График 1).

Объяснение опыта: При испарении воды вылетают отдельные молекулы, причем самые быстрые. Но вследствие подвижности молекул жидкости и газа, молекулы содержащиеся в воздухе (например, молекулы кислорода), проникают обратно в жидкость. Если вылетают самые быстрые молекулы, то средняя скорость оставшихся молекул уменьшается, а значит, и температура жидкости. Таким образом, можно сделать вывод: при испарении, когда молекулы жидкости ее покидают, температура жидкости должна понижаться. Так как вода, покрытая пленкой бензина и нефти, остывает медленнее, то можно судить о том, что молекулам кислорода труднее проникнуть в воду через вязкую пленку маслянистых жидкостей. Поэтому рыбы и другие водные обитатели испытывают недостаток кислорода и могут погибнуть.

Вывод : при наличии различных веществ на поверхности воды - процесс диффузии происходит медленнее. Так в окружающей природе разлитая нефть нарушает процессы диффузии и может привести к нежелательным экологическим последствиям (Приложение - рис.25-26).

Социологический опрос.

1. Влияет ли диффузия на экологию?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

2. Важна ли для вас лично информация об экологии? 

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

3. Как вы думаете, можно ли защитить природу и изменить экологию? 

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

4. Задумываетесь ли вы о этой проблеме ?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

5. Готовы ли вы участвовать в улучшении экологии за предварительную плату? 

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

6. Хотите ли вы получить дополнительные знания об экологии?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

Анализ результатов.

Опрос проводился анонимно. В опросе участвовало 15 человек взрослых и 15 школьников в возрасте с 13 до 16 лет. Опрашивались как знакомые (большинство) так и случайные прохожие на улице.

Таблица результатов: (Приложение - Таблица 3 Диаграмма 1, 2). 

Результаты социологического опроса показали, что взрослых гораздо чаще волнуют проблемы экологии. Так, из опрощенных мной  взрослых на вопрос:

« Влияет ли диффузия на экологию?» утвердительно ответили 67% взрослых и в 2 раза меньше - 33% школьников и отрицательно – 20% взрослых и 54% школьников. Следовательно, в школьной программе недостаточно внимания уделяется этой проблеме. В целом задумываются над вопросом экологии 54% взрослого населения и 33% – школьников. Возможно, что взрослые, несмотря на анонимность анкетирования, хотели показаться более «правильными», но, может быть, им чаще приходится сталкиваться с экологическими проблемами в повседневной жизни.

На основании проведенного опроса можно сделать следующие выводы: 

1.Жители нашей деревни уделяют недостаточно внимания проблеме экологии.

2.Взрослые чаще задумываются над этой проблемой.

3.При анкетировании, многие люди  впервые задумались над проблемой диффузионных процессов и их роли в экологии.

6. Выводы

Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод о том, что диффузия играет очень большую роль в жизни человека, без этого явления жизнь на Земле была бы не возможна. Человек использует это явление для своего блага. Но, к сожалению, люди в результате своей деятельности часто оказывают негативное влияние на естественные  процессы в природе.

Поставленные в работе цели и задачи мною были выполнены. Мне удалось провести опыты по наблюдению диффузии, установила, что диффузия протекает во всех средах; скорость протекания диффузии зависит от рода вещества, от температуры и от других факторов. А также рассмотрела ухудшение испарения жидкости горюче-смазочными веществами. Я считаю, что явление диффузии является одним из главных общих условий жизнедеятельности растений и животных. Также по вине человека диффузия способствует загрязнению различных водоёмов, почвы и атмосферы. И человеку нет необходимости что-то специально делать для улучшения протекания диффузии в живой природе, просто надо исключить загрязнение окружающей среды своей деятельностью. Изучая диффузию, я определила ее роль в экологическом равновесии природы, а также факторы, влияющие на протекание ее в природе.

Природа широко использует возможности, заложенные в процессе диффузионного проникновения; играет важнейшую роль в поглощении питания и насыщении кислородом крови. Всюду мы видим проявление всемогущей и универсальной диффузии.

Изучая диффузию и факторы, влияющие на ее протекание в природе, я  пришла к выводу, что надо чаще привлекать внимание общественности к проблемам окружающей среды. Когда мы готовили эту работу, изучали литературу, занимались исследовательской деятельностью, то хотели,  чтобы люди хранили, ценили нашу природу. Проведённый социологический опрос показал, что экологическое воспитание надо осуществлять с малых лет.

Чтобы внести свой посильный вклад в экологическое воспитание школьников, я  выступила с этим сообщением перед учащимися других классов для того, чтобы они поняли, как важно бережное отношение к  природе и нашей Земле в целом. Надеюсь, моя работа поможет другим учащимся лучше разобраться в таком интересном и важном явлении как диффузия. Физика – это не страшно, физика – это интересно!

7. Список использованных источников

1.Астафуров В.И., Бусев А.И. Строение вещества: Кн. Для учащихся. М.: Просвещение , 1983

2.Алексеев С.В., Груздева М.В., Муравьёв А.Г., Гущина Э.В. Практикум по экологии. М. АО МДС, 1996 г.

3.Биофизика на уроках физики. Из опыта работы. М., «Просвещение», 1984

4.А.И. Китайгородский. Введение в физику. Издательство «Наука», 1979

5.Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. М. Просвещение,1996

6.https://ru.wikipedia.org/wiki/ 

7.https://globallab.org/de/project/cover/diffuzija_vokrug_nas.de.html# 

8.http://wiki.iteach.ru/index.php

9.Перышкин А.В. Физика 7 класс. – М.: Дрофа, 2008.

10.Рыженков А.П. Физика. Человек. Окружающая среда. – М.: Просвещение, 1996.

11.Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике для учащихся 7 классов средней школы. – М.: Просвещение, 1986.

13.Генденштейн Л.Э. Физика. 7 класс. Ч.1. – М: Мнемозина, 2009.

14.Шабловский В. Занимательная физика. С.-П., Тригон, 1997.

8.Приложение

Опыт № 1. Между частицами вещества имеются промежутки

рис.1                                     рис.2                                   рис.3 

рис.4                                        рис.5

Опыт №2 Диффузия в твердых телах, жидкостях и газах

 рис.6.                                     рис.7

Опыт № 3. «Диффузия в холодной и горячей воде».

рис.8                                          рис.9                                          рис.10

Опыт № 4. Диффузия в газах.

Рис.11                                 Рис.12                                 Рис.13                         Рис.14

Рис.15                                 Рис.16                                 Рис.17                                 Рис.18 

Таблица 1

Опыт № 5. Наблюдение осмоса.

Рис.19                                                 Рис.20                                         Рис.21

Опыт № 6. Влияние различных веществ на поверхности воды на процесс диффузии.

Рис.22                                                  Рис.23

Рис.24 

Таблица 2

График 1

Рис.25                                                                Рис.26

Таблица 3 Социологический опрос. 

Диаграмма 1 Диаграмма 2