Kabilang sa maraming mga phenomena sa pisika, ang proseso ng pagsasabog ay isa sa pinakasimple at pinaka-naiintindihan. Pagkatapos ng lahat, tuwing umaga, inihahanda ang kanyang sarili ng mabangong tsaa o kape, ang isang tao ay may pagkakataon na obserbahan ang reaksyong ito sa pagsasanay. Matuto pa tayo tungkol sa prosesong ito at sa mga kundisyon para sa paglitaw nito sa iba't ibang estado ng pagsasama-sama.

Ano ang diffusion

Ang salitang ito ay tumutukoy sa pagtagos ng mga molekula o mga atomo ng isang sangkap sa pagitan ng magkatulad na mga yunit ng istruktura ng isa pa. Sa kasong ito, ang konsentrasyon ng mga tumatagos na compound ay leveled.

Ang prosesong ito ay unang inilarawan nang detalyado ng Aleman na siyentipiko na si Adolf Fick noong 1855.

Ang pangalan ng terminong ito ay nagmula sa Latin na diffusio (interaksyon, dispersion, distribution).

Pagsasabog sa likido

Ang prosesong isinasaalang-alang ay maaaring mangyari sa mga sangkap sa lahat ng tatlong estado ng pagsasama-sama: gas, likido at solid. Upang makahanap ng mga praktikal na halimbawa nito, tingnan lamang ang kusina.

Isa na rito ang stove-boiled borscht. Sa ilalim ng impluwensya ng temperatura, ang mga molekula ng glucosin betanin (isang sangkap dahil sa kung saan ang mga beet ay may tulad na isang rich scarlet na kulay) ay pantay na tumutugon sa mga molekula ng tubig, na nagbibigay ito ng isang natatanging burgundy na kulay. Ang kasong ito ay nasa likido.

Bilang karagdagan sa borscht, ang prosesong ito ay makikita rin sa isang baso ng tsaa o kape. Pareho sa mga inuming ito ay may isang pare-parehong mayaman na lilim dahil sa katotohanan na ang mga dahon ng tsaa o mga particle ng kape, na natutunaw sa tubig, ay pantay na kumakalat sa pagitan ng mga molekula nito, na nagpapakulay nito. Ang aksyon ng lahat ng sikat na instant na inumin noong dekada nobenta ay binuo sa parehong prinsipyo: Yupi, Invite, Zuko.

Interpenetration ng mga gas

Ang mga atomo at molekula na nagdadala ng amoy ay nasa aktibong paggalaw at, bilang isang resulta, ay halo-halong mga particle na nasa hangin na, at medyo pantay na nakakalat sa buong volume ng silid.

Ito ay isang pagpapakita ng pagsasabog sa mga gas. Kapansin-pansin na ang mismong paglanghap ng hangin ay kabilang din sa prosesong isinasaalang-alang, pati na rin ang pampagana na amoy ng sariwang inihanda na borscht sa kusina.

Pagsasabog sa mga solido

Ang mesa sa kusina, kung saan nakatayo ang mga bulaklak, ay natatakpan ng maliwanag na dilaw na mantel. Nakatanggap siya ng katulad na lilim dahil sa kakayahan ng pagsasabog na maganap sa mga solido.

Ang proseso ng pagbibigay sa canvas ng ilang unipormeng lilim ay nagaganap sa ilang yugto gaya ng mga sumusunod.

1. Ang mga particle ng dilaw na pigment ay nagkakalat sa tangke ng pangulay patungo sa fibrous na materyal.
2. Pagkatapos ay hinihigop sila ng panlabas na ibabaw ng tinina na tela.
3. Ang susunod na hakbang ay muli ang pagsasabog ng tina, ngunit sa pagkakataong ito sa mga hibla ng canvas.
4. Sa pangwakas, inayos ng tela ang mga particle ng pigment, kaya nagiging kulay.

Pagsasabog ng mga gas sa mga metal

Karaniwan, ang pagsasalita tungkol sa prosesong ito, isaalang-alang ang pakikipag-ugnayan ng mga sangkap sa parehong pinagsama-samang estado. Halimbawa, pagsasabog sa solids, solids. Upang patunayan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, ang isang eksperimento ay isinasagawa gamit ang dalawang metal plate na pinindot laban sa isa't isa (ginto at tingga). Ang interpenetration ng kanilang mga molekula ay tumatagal ng medyo mahabang panahon (isang milimetro sa limang taon). Ang prosesong ito ay ginagamit upang gumawa ng hindi pangkaraniwang alahas.

Gayunpaman, ang mga compound sa iba't ibang pinagsama-samang estado ay may kakayahang kumalat din. Halimbawa, mayroong pagsasabog ng mga gas sa mga solido.

Sa panahon ng mga eksperimento, napatunayan na ang isang katulad na proseso ay nangyayari sa atomic state. Upang maisaaktibo ito, bilang isang panuntunan, kinakailangan ang isang makabuluhang pagtaas sa temperatura at presyon.

Ang isang halimbawa ng naturang gaseous diffusion sa solids ay hydrogen corrosion. Ito ay nagpapakita ng sarili sa mga sitwasyon kung saan ang mga hydrogen atoms (H 2) na lumitaw sa kurso ng ilang kemikal na reaksyon sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura (mula 200 hanggang 650 degrees Celsius) ay tumagos sa pagitan ng mga istrukturang particle ng metal.

Bilang karagdagan sa hydrogen, ang pagsasabog ng oxygen at iba pang mga gas ay maaari ding mangyari sa mga solido. Ang prosesong ito, na hindi mahahalata sa mata, ay nagdudulot ng maraming pinsala, dahil ang mga istrukturang metal ay maaaring gumuho dahil dito.

Pagsasabog ng mga likido sa mga metal

Gayunpaman, hindi lamang mga molekula ng gas ang maaaring tumagos sa mga solido, kundi pati na rin sa mga likido. Tulad ng sa kaso ng hydrogen, kadalasan ang prosesong ito ay humahantong sa kaagnasan (kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa mga metal).

Ang isang klasikong halimbawa ng pagsasabog ng likido sa mga solido ay ang kaagnasan ng mga metal sa ilalim ng impluwensya ng tubig (H 2 O) o mga solusyon sa electrolyte. Para sa karamihan, ang prosesong ito ay mas pamilyar sa ilalim ng pangalan ng kalawang. Hindi tulad ng hydrogen corrosion, sa pagsasagawa, dapat itong makatagpo ng mas madalas.

Mga kondisyon para sa pagpapabilis ng pagsasabog. Koepisyent ng pagsasabog

Ang pagkakaroon ng pakikitungo sa mga sangkap kung saan maaaring mangyari ang prosesong isinasaalang-alang, ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral tungkol sa mga kondisyon para sa paglitaw nito.

Una sa lahat, ang rate ng pagsasabog ay nakasalalay sa estado ng pagsasama-sama ng mga nakikipag-ugnay na sangkap. Kung mas maraming nangyayari ang isang reaksyon, mas mabagal ang rate nito.

Kaugnay nito, ang pagsasabog sa mga likido at gas ay palaging magiging mas aktibo kaysa sa mga solido.

Halimbawa, kung ang mga kristal ng potassium permanganate KMnO 4 (potassium permanganate) ay itinapon sa tubig, bibigyan nila ito ng magandang pulang-pula na kulay sa loob ng ilang minuto. Gayunpaman, kung magwiwisik ka ng isang piraso ng yelo na may mga kristal na KMnO 4 at ilagay ang lahat sa freezer, pagkatapos ng ilang oras, hindi ganap na makulayan ng potassium permanganate ang frozen na H 2 O.

Mula sa nakaraang halimbawa, isa pang konklusyon ang maaaring makuha tungkol sa mga kondisyon ng pagsasabog. Bilang karagdagan sa estado ng pagsasama-sama, ang rate ng interpenetration ng mga particle ay apektado din ng temperatura.

Upang isaalang-alang ang pag-asa ng proseso na isinasaalang-alang dito, ito ay nagkakahalaga ng pag-aaral tungkol sa isang konsepto tulad ng diffusion coefficient. Ito ang pangalan ng quantitative na katangian ng bilis nito.

Sa karamihan ng mga pormula, ito ay tinutukoy gamit ang malaking Latin na letrang D at sa sistema ng SI ito ay sinusukat sa square meters bawat segundo (m² / s), minsan sa sentimetro bawat segundo (cm 2 / m).

Ang diffusion coefficient ay katumbas ng dami ng bagay na nakakalat sa isang unit surface sa loob ng isang yunit ng oras, sa kondisyon na ang pagkakaiba ng density sa parehong mga ibabaw (na matatagpuan sa layo na katumbas ng isang unit length) ay katumbas ng isa. Ang pamantayan na tumutukoy sa D ay ang mga katangian ng sangkap kung saan nagaganap ang proseso ng pagkalat ng butil, at ang kanilang uri.

Ang dependence ng koepisyent sa temperatura ay maaaring ilarawan gamit ang Arrhenius equation: D = D 0exp (-E/TR).

Sa isinasaalang-alang na formula, ang E ay ang pinakamababang enerhiya na kinakailangan upang maisaaktibo ang proseso; T - temperatura (sinusukat sa Kelvin, hindi Celsius); Ang R ay ang gas constant na katangian ng isang ideal na gas.

Bilang karagdagan sa lahat ng nasa itaas, ang rate ng diffusion sa solids, likido sa mga gas ay apektado ng pressure at radiation (inductive o high-frequency). Bilang karagdagan, marami ang nakasalalay sa pagkakaroon ng isang catalytic substance, kadalasan ito ay gumaganap bilang isang mekanismo ng pag-trigger para sa pagsisimula ng aktibong pagpapakalat ng mga particle.

Diffusion equation

Ang phenomenon na ito ay isang partikular na anyo ng isang differential equation na may mga partial derivatives.

Ang layunin nito ay upang mahanap ang pag-asa ng konsentrasyon ng isang sangkap sa laki at mga coordinate ng espasyo (kung saan ito nagkakalat), pati na rin ang oras. Sa kasong ito, ang ibinigay na koepisyent ay nagpapakilala sa pagkamatagusin ng daluyan para sa reaksyon.

Kadalasan, ang diffusion equation ay isinusulat tulad ng sumusunod: ∂φ (r,t)/∂t = ∇ x .

Sa loob nito φ (t at r) ay ang density ng scattering na materyal sa punto r sa oras t. Ang D (φ, r) ay ang pangkalahatang koepisyent ng pagsasabog sa density φ sa puntong r.

Ang ∇ ay isang vector differential operator na ang mga bahagi ng coordinate ay partial derivatives.

Kapag ang diffusion coefficient ay nakadepende sa density, ang equation ay non-linear. Kapag hindi - linear.

Ang pagkakaroon ng pagsasaalang-alang sa kahulugan ng pagsasabog at ang mga tampok ng prosesong ito sa iba't ibang media, mapapansin na mayroon itong parehong positibo at negatibong panig.

Ang lahat ng nangyayari sa atin at sa ating paligid ay laging nakakapukaw ng interes. Ang isa sa mga kagiliw-giliw na proseso na interesado sa maraming tao ay ang pagsasabog. Kung ikaw ay nagtataka kung ano ang pagsasabog, kung gayon ang aming artikulo ay magiging kapaki-pakinabang.

Ano ang diffusion?

Ang pagsasabog ay ang proseso kung saan ang isang halo ay gumagalaw mula sa isang lugar na may mataas na konsentrasyon patungo sa isang lugar na may mababang konsentrasyon. Ang dahilan nito ay ang paggalaw ng mga atomo at molekula. Kadalasan ang sanhi ay init, sa ilalim ng impluwensya kung saan nangyayari ang buong proseso. Nagtatapos ito kapag natapos ang gradient ng konsentrasyon.

Ang pagsasabog ng mga gas at likido ay nangyayari nang mabilis, na hindi masasabi tungkol sa mga solido. Ito ay madaling makita sa pang-araw-araw na buhay, dahil ang pag-init ng tubig ay mas mabilis kaysa sa pagtunaw ng plastik. Para sa paghahambing, maraming tao ang naghahalo nito sa potassium permanganate, na nagpapakulay sa likido sa loob ng ilang segundo. Ngunit hindi na posible na gawin ito sa plasticine. Kung ang dalawang piraso ng plasticine ay halo-halong, kung gayon upang makipag-ugnayan sila, kinakailangan na gumawa ng maraming pagsisikap. Muli nitong kinukumpirma na ang diffusion rate ay maaaring iba. Ang mga sintetikong materyales ay napapailalim sa mahinang pagsasabog, habang ang mga metal na materyales ay kabaliktaran.

Ang pagsasabog ay maaaring mga particle na palaging nasa substance. Ang mga dayuhang sangkap ay pumapayag din sa prosesong ito.

Paano magbuod ng diffusion?

Upang maganap ang diffusion sa mga gas at likido, dapat ilapat ang Brownian motion. Ito ay ang paggalaw ng mga molekula sa ilalim ng impluwensya ng mataas na temperatura.

Ang isang diffusion pump ay maaaring gamitin upang magbuod ng diffusion ng solids. May langis sa loob nito, na umiinit at tumataas, at ang pumping ay nagaganap na doon. Sa oras na ito, ang mga singaw ay pumasa at bumaba sa mga espesyal na channel ng pump para sa paglamig. Sa daan, kinukuha nila ang mga gas at dinadala ang mga ito. Ang singaw ay namumuo at dumadaloy sa isang espesyal na lalagyan. Ang lahat ng ito ay nagbibigay-daan sa iyo upang makamit ang kaunting presyon.

Mga uri ng pagsasabog

Ang pagsasabog ay maaaring:

• koloidal;
• convective;
• dami;
• magulong.

Ang unang uri ng pagsasabog ay isang proseso na nangyayari sa mga solido. Ang turbulent ay ang paglipat ng pinakamaliit na particle sa isang magulong daloy. Ang pagsasabog ng quantum ay nabanggit kung saan mayroong napakababang temperatura at naroroon ang condensate. Ang convective diffusion ay nangyayari kapag ang mga particle ay gumagalaw sa isang medium na gumagalaw din sa isang partikular na bilis.

Madalas na posible na obserbahan kung paano iniuugnay ang mga phenomena sa pagsasabog kung saan ang mga particle ay hindi inililipat. Halimbawa, sa optika, maaaring makatagpo ng proseso ng paglipat ng radiation sa isang daluyan na nailalarawan sa pamamagitan ng inhomogeneity. Ang prosesong ito ay dapat na sinamahan ng pagsipsip ng mga photon, na tinatawag na diffusion.

Saan mo makikita ang diffusion sa totoong buhay?

Ang pinakamadaling halimbawa kung paano gumagana ang diffusion ay ang ating paghinga. Ang oxygen ay pumapasok sa ating mga baga kapag bumukas ito, at pagkatapos ay gumagalaw sa dugo. Sa tulong ng pagsasabog, ang carbon dioxide ay hindi naiipon sa paligid ng isang tao, ngunit hinahalo sa oxygen at pantay na nagkakalat sa hangin. Ang prosesong ito ay maaaring maobserbahan sa ibang mga lugar ng buhay.

Pagsasabog

Ang isang halimbawa ng diffusion ay ang paghahalo ng mga gas (halimbawa, ang pagkalat ng mga amoy) o mga likido (kung maghulog ka ng tinta sa tubig, ang likido ay magiging pare-parehong kulay pagkaraan ng ilang sandali). Ang isa pang halimbawa ay konektado sa isang solidong katawan: ang mga atomo ng magkadugtong na mga metal ay pinaghalo sa hangganan ng contact. Ang pagsasabog ng butil ay may mahalagang papel sa pisika ng plasma.

Karaniwan, ang pagsasabog ay nauunawaan bilang mga proseso na sinamahan ng paglipat ng bagay, gayunpaman, kung minsan ang iba pang mga proseso ng paglilipat ay tinatawag ding pagsasabog: thermal conductivity, viscous friction, atbp.

Ang rate ng pagsasabog ay nakasalalay sa maraming mga kadahilanan. Kaya, sa kaso ng isang metal rod, ang thermal diffusion ay nagaganap nang napakabilis. Kung ang baras ay gawa sa sintetikong materyal, ang thermal diffusion ay mabagal. Ang pagsasabog ng mga molekula sa pangkalahatang kaso ay nagpapatuloy nang mas mabagal. Halimbawa, kung ang isang piraso ng asukal ay ibinaba sa ilalim ng isang baso ng tubig at ang tubig ay hindi hinalo, aabutin ng ilang linggo bago maging homogenous ang solusyon. Kahit na mas mabagal ay ang pagsasabog ng isang solid sa isa pa. Halimbawa, kung ang tanso ay pinahiran ng ginto, kung gayon ang pagsasabog ng ginto sa tanso ay magaganap, ngunit sa ilalim ng normal na mga kondisyon (temperatura ng silid at presyon ng atmospera), ang layer na nagdadala ng ginto ay aabot sa isang kapal ng ilang microns pagkatapos lamang ng ilang libong taon.

Ang isang quantitative na paglalarawan ng mga proseso ng pagsasabog ay ibinigay ng German physiologist na si A. Fick ( Ingles) noong 1855

Pangkalahatang paglalarawan

Lahat ng uri ng diffusion ay sumusunod sa parehong mga batas. Ang diffusion rate ay proporsyonal sa cross-sectional area ng sample, pati na rin ang pagkakaiba sa mga konsentrasyon, temperatura o singil (sa kaso ng medyo maliit na mga halaga ng mga parameter na ito). Kaya, ang init ay maglalakbay nang apat na beses na mas mabilis sa pamamagitan ng isang baras na dalawang sentimetro ang lapad kaysa sa isang baras na isang sentimetro ang lapad. Mas mabilis na kumakalat ang init na ito kung ang pagkakaiba ng temperatura sa bawat sentimetro ay 10°C sa halip na 5°C. Ang diffusion rate ay proporsyonal din sa parameter na nagpapakilala sa isang partikular na materyal. Sa kaso ng thermal diffusion, ang parameter na ito ay tinatawag na thermal conductivity, sa kaso ng isang daloy ng mga electric charge - electrical conductivity. Ang dami ng substance na kumakalat sa isang takdang oras at ang distansyang nilakbay ng diffusing substance ay proporsyonal sa square root ng diffusion time.

Ang pagsasabog ay isang proseso sa antas ng molekular at tinutukoy ng random na katangian ng paggalaw ng mga indibidwal na molekula. Ang rate ng pagsasabog ay samakatuwid ay proporsyonal sa average na bilis ng mga molekula. Sa kaso ng mga gas, ang average na bilis ng maliliit na molekula ay mas malaki, ibig sabihin, ito ay inversely proportional sa square root ng mass ng molekula at tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ang mga proseso ng pagsasabog sa mga solido sa mataas na temperatura ay kadalasang nakakahanap ng praktikal na aplikasyon. Halimbawa, ang ilang uri ng cathode ray tubes (CRTs) ay gumagamit ng metallic thorium na diffused sa pamamagitan ng metallic tungsten sa 2000°C.

Kung sa isang halo ng mga gas ang masa ng isang molekula ay apat na beses na mas malaki kaysa sa iba, kung gayon ang isang molekula ay gumagalaw nang dalawang beses nang mas mabagal kumpara sa paggalaw nito sa isang purong gas. Alinsunod dito, ang diffusion rate nito ay mas mababa din. Ang pagkakaibang ito sa mga rate ng pagsasabog sa pagitan ng magaan at mabibigat na molekula ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga sangkap na may iba't ibang timbang ng molekular. Ang isang halimbawa ay isotope separation. Kung ang isang gas na naglalaman ng dalawang isotopes ay dumaan sa isang porous na lamad, ang mas magaan na isotopes ay tumagos sa lamad nang mas mabilis kaysa sa mas mabibigat. Para sa mas mahusay na paghihiwalay, ang proseso ay isinasagawa sa maraming yugto. Ang prosesong ito ay malawakang ginagamit para sa paghihiwalay ng uranium isotopes (paghihiwalay ng 235 U mula sa karamihan ng 238 U). Dahil ang paraan ng paghihiwalay na ito ay masinsinang enerhiya, ang iba, mas matipid na paraan ng paghihiwalay ay binuo. Halimbawa, ang paggamit ng thermal diffusion sa isang gaseous medium ay malawakang binuo. Ang isang gas na naglalaman ng pinaghalong isotopes ay inilalagay sa isang silid kung saan pinananatili ang spatial temperature difference (gradient). Sa kasong ito, ang mabibigat na isotopes ay puro sa paglipas ng panahon sa malamig na rehiyon.

Mga equation ni Fick

Mula sa punto ng view ng thermodynamics, ang potensyal sa pagmamaneho ng anumang proseso ng leveling ay ang paglago ng entropy. Sa patuloy na presyon at temperatura, ang papel ng naturang potensyal ay ginagampanan ng potensyal na kemikal µ , na nagiging sanhi ng pagpapanatili ng daloy ng bagay. Ang flux ng mga particle ng substance ay proporsyonal sa potensyal na gradient

~

Sa karamihan ng mga praktikal na kaso, ang konsentrasyon ay ginagamit sa halip na ang potensyal na kemikal C. Direktang Pagpapalit µ sa C nagiging hindi tama sa kaso ng mataas na konsentrasyon, dahil ang potensyal ng kemikal ay hindi na nauugnay sa konsentrasyon ayon sa logarithmic law. Kung hindi namin isasaalang-alang ang mga ganitong kaso, ang formula sa itaas ay maaaring mapalitan ng mga sumusunod:

na nagpapakita na ang flux density ng matter J proporsyonal sa diffusion coefficient D[()] at ang gradient ng konsentrasyon. Ang equation na ito ay nagpapahayag ng unang batas ni Fick. Ang pangalawang batas ni Fick ay nag-uugnay sa mga spatial at temporal na pagbabago sa konsentrasyon (diffusion equation):

Koepisyent ng pagsasabog D nakadepende sa temperatura. Sa ilang mga kaso, sa isang malawak na hanay ng temperatura, ang pag-asa na ito ay ang Arrhenius equation.

Ang isang karagdagang field na inilapat parallel sa chemical potential gradient ay sumisira sa steady state. Sa kasong ito, ang mga proseso ng pagsasabog ay inilalarawan ng non-linear na Fokker-Planck equation. Ang mga proseso ng pagsasabog ay may malaking kahalagahan sa kalikasan:

• Nutrisyon, paghinga ng mga hayop at halaman;
• Ang pagtagos ng oxygen mula sa dugo papunta sa mga tisyu ng tao.

Geometric na paglalarawan ng Fick equation

Sa pangalawang Fick equation, sa kaliwang bahagi ay ang rate ng pagbabago ng konsentrasyon sa paglipas ng panahon, at sa kanang bahagi ng equation ay ang pangalawang partial derivative, na nagpapahayag ng spatial distribution ng konsentrasyon, sa partikular, ang convexity ng temperatura. ang function ng pamamahagi na inaasahang papunta sa x-axis.

Tingnan din

• Ang surface diffusion ay isang proseso na nauugnay sa paggalaw ng mga particle na nagaganap sa ibabaw ng isang condensed body sa loob ng unang surface layer ng mga atoms (molecules) o sa ibabaw ng layer na ito.

Mga Tala

Panitikan

• Bokshtein B.S. Ang mga atomo ay gumagala sa kristal. - M .: Nauka, 1984. - 208 p. - (Library "Quantum", Isyu 28). - 150,000 kopya.

Mga link

• Pagsasabog (video lesson, 7th grade program)
• Pagsasabog ng mga atomo ng karumihan sa ibabaw ng isang kristal

Wikimedia Foundation. 2010 .

Mga kasingkahulugan:

Tingnan kung ano ang "Pagsasabog" sa iba pang mga diksyunaryo:

- [lat. diffusio distribution, spreading] pisikal, kemikal. ang pagtagos ng mga molekula ng isang sangkap (gas, likido, solid) sa isa pa sa kanilang direktang pakikipag-ugnay o sa pamamagitan ng isang buhaghag na partisyon. Diksyunaryo ng mga salitang banyaga. Komlev N.G.,…… Diksyunaryo ng mga banyagang salita ng wikang Ruso

Pagsasabog- ay ang pagtagos sa medium ng mga particle ng isang substance ng mga particle ng isa pang substance, na nangyayari bilang resulta ng thermal motion sa direksyon ng pagbaba ng konsentrasyon ng isa pang substance. [Blum E.E. Diksyunaryo ng mga pangunahing terminong metalurhiko. Ekaterinburg… Encyclopedia ng mga termino, kahulugan at paliwanag ng mga materyales sa gusali

Modern Encyclopedia

- (mula sa Latin diffusio spreading spreading, dispersion), ang paggalaw ng mga particle ng medium, na humahantong sa paglipat ng matter at ang pagkakahanay ng mga konsentrasyon o sa pagtatatag ng isang equilibrium distribution ng mga konsentrasyon ng mga particle ng isang partikular na uri sa medium. Sa kawalan ng… … Malaking Encyclopedic Dictionary

DIFFUSION, ang paggalaw ng isang substance sa isang halo mula sa isang lugar na may mataas na konsentrasyon patungo sa isang lugar na may mababang konsentrasyon, na sanhi ng random na paggalaw ng mga indibidwal na atomo o molekula. Hihinto ang pagsasabog kapag nawala ang gradient ng konsentrasyon. Bilis…… Pang-agham at teknikal na encyclopedic na diksyunaryo

pagsasabog- at, mabuti. pagsasabog f., Aleman. Diffusion lat. diffusio kumakalat, kumakalat. Mutual penetration ng magkadugtong na mga sangkap sa bawat isa dahil sa thermal paggalaw ng mga molecule at atoms. Pagsasabog ng mga gas, likido. BAS 2. || trans. Sila…… Makasaysayang Diksyunaryo ng Gallicisms ng Wikang Ruso

Pagsasabog- (mula sa Latin na diffusio distribution, spreading, dispersion), ang paggalaw ng mga particle ng medium, na humahantong sa paglipat ng matter at ang pagkakahanay ng mga konsentrasyon o ang pagtatatag ng kanilang equilibrium distribution. Ang pagsasabog ay karaniwang tinutukoy ng thermal motion ... ... Illustrated Encyclopedic Dictionary

Ang paggalaw ng mga particle sa direksyon ng pagbaba ng kanilang konsentrasyon, dahil sa thermal motion. D. humahantong sa pagkakahanay ng mga konsentrasyon ng diffusing substance at ang pare-parehong pagpuno ng volume na may mga particle. ... ... Geological Encyclopedia

MOU Zaozernaya secondary school na may malalim na pag-aaral ng mga indibidwal na paksa Blg. 16

Paksa: "Pagsasabog sa may buhay at walang buhay na kalikasan."

Nakumpleto:

8th grade student Zyabrev Kirill.

Guro ng pisika: Zavyalova G.M.

Guro ng biology: Zyabreva V.F.

Tomsk - 2008

I. Panimula. ………………………………………………………………… 3

II. Pagsasabog sa may buhay at walang buhay na kalikasan.

1. Ang kasaysayan ng pagkatuklas ng phenomenon. …………………………………. 4

2. Pagsasabog, ang mga uri nito. ………………………………….. 6

3. Ano ang nakasalalay sa diffusion rate? ……………………….. 7

4. Pagsasabog sa walang buhay na kalikasan. ………………………………… 8

5. Pagsasabog sa wildlife. ………………………………… 9

6. Paggamit ng diffusion phenomena. ………………………. 16

7. Pagdidisenyo ng indibidwal na diffusion phenomena. …………… 17

III. Konklusyon. ……………………………………………………… 20

IV. Mga Gamit na Aklat. …………………………………. . 21

I. Panimula.

Gaano karaming mga kamangha-manghang at kawili-wiling mga bagay ang nangyayari sa ating paligid. Ang malayong mga bituin ay nagniningning sa kalangitan sa gabi, ang isang kandila ay nasusunog sa bintana, ang hangin ay nagdadala ng aroma ng namumulaklak na cherry ng ibon, isang matandang lola ang nakikita ka sa kanyang mga mata .... Marami akong gustong matutunan, try to explain on my own. Pagkatapos ng lahat, maraming mga natural na phenomena ang nauugnay sa mga proseso ng pagsasabog, na pinag-usapan natin kamakailan sa paaralan. Pero kakaunti lang ang sinabi nila!

Mga layunin sa trabaho :

1. Palawakin at palalimin ang kaalaman tungkol sa diffusion.

2. Gayahin ang mga indibidwal na proseso ng pagsasabog.

3. Gumawa ng karagdagang materyal na nakabatay sa computer para magamit sa mga aralin sa pisika at biology.

Mga gawain:

1. Hanapin ang kinakailangang materyal sa literatura, sa Internet, pag-aralan at suriin ito.

2. Alamin kung saan nagaganap ang diffusion phenomena sa animate at inanimate na kalikasan (physics at biology), kung ano ang kahalagahan ng mga ito, kung saan ginagamit ang mga ito ng mga tao.

3. Ilarawan at idisenyo ang pinakakawili-wiling mga eksperimento sa hindi pangkaraniwang bagay na ito.

4. Gumawa ng mga modelo ng animation ng ilang mga proseso ng pagsasabog.

Paraan: pagsusuri at synthesis ng panitikan, disenyo, pagmomolde.

Ang aking gawain ay binubuo ng tatlong bahagi; ang pangunahing bahagi ay binubuo ng 7 kabanata. Nag-aral at nagproseso ako ng mga materyales mula sa 13 literary sources, kabilang ang pang-edukasyon, sanggunian, siyentipikong literatura at mga site sa Internet, at naghanda din ng isang presentasyon na ginawa sa editor ng Power Point.

II. Pagsasabog sa may buhay at walang buhay na kalikasan.

II .1. Ang kasaysayan ng pagtuklas ng hindi pangkaraniwang bagay ng pagsasabog.

Kapag nagmamasid sa isang suspensyon ng pollen ng bulaklak sa tubig sa ilalim ng mikroskopyo, napansin ni Robert Brown ang isang magulong paggalaw ng mga particle na nagmumula "hindi mula sa paggalaw ng isang likido at hindi mula sa pagsingaw nito." Ang mga nasuspinde na particle na 1 µm at mas kaunti ang laki, makikita lamang sa ilalim ng mikroskopyo, nagsagawa ng hindi maayos na mga independiyenteng paggalaw, na naglalarawan ng mga kumplikadong zigzag trajectory. Ang paggalaw ng Brownian ay hindi humina sa oras at hindi nakasalalay sa mga kemikal na katangian ng daluyan; tumataas ang intensity nito sa pagtaas ng temperatura ng medium at sa pagbaba ng lagkit at laki ng butil nito. Kahit na ang isang husay na paliwanag ng mga sanhi ng Brownian motion ay posible lamang makalipas ang 50 taon, nang ang sanhi ng Brownian motion ay nagsimulang maiugnay sa mga epekto ng mga likidong molekula sa ibabaw ng isang particle na nasuspinde dito.

Ang unang quantitative theory ng Brownian motion ay ibinigay nina A. Einstein at M. Smoluchowski noong 1905-06. batay sa molecular-kinetic theory. Ipinakita na ang mga random na paglalakad ng mga Brownian particle ay nauugnay sa kanilang pakikilahok sa thermal motion kasama ang mga molekula ng daluyan kung saan sila ay sinuspinde. Ang mga particle ay may average na parehong kinetic energy, ngunit dahil sa mas malaking masa mayroon silang mas mababang bilis. Ang teorya ng Brownian motion ay nagpapaliwanag ng random na paggalaw ng isang particle sa pamamagitan ng pagkilos ng mga random na pwersa mula sa mga molekula at friction forces. Ayon sa teoryang ito, ang mga molekula ng isang likido o gas ay nasa patuloy na thermal motion, at ang mga impulses ng iba't ibang mga molekula ay hindi pareho sa magnitude at direksyon. Kung ang ibabaw ng isang particle na inilagay sa naturang medium ay maliit, tulad ng kaso para sa isang Brownian particle, kung gayon ang mga epekto na nararanasan ng particle mula sa nakapalibot na mga molekula ay hindi eksaktong mabayaran. Samakatuwid, bilang isang resulta ng "bombardment" ng mga molekula, ang isang Brownian na particle ay nagsisimulang gumalaw nang random, binabago ang magnitude at direksyon ng bilis nito na humigit-kumulang 1014 beses bawat segundo. Sinundan ito mula sa teoryang ito na sa pamamagitan ng pagsukat ng displacement ng isang particle sa isang tiyak na oras at pag-alam sa radius nito at ang lagkit ng likido, maaaring kalkulahin ang numero ng Avogadro.

Ang mga konklusyon ng teorya ng Brownian motion ay kinumpirma ng mga sukat nina J. Perrin at T. Svedberg noong 1906. Batay sa mga ugnayang ito, ang Boltzmann constant at ang Avogadro constant ay eksperimento na tinutukoy. (Ang pare-pareho ni Avogadro tinutukoy ng NA, ang bilang ng mga molekula o atomo sa 1 mole ng isang substance, NA = 6.022.1023 mol-1; pangalan bilang parangal kay A. Avogadro.

Boltzmann pare-pareho, pisikal na pare-pareho k katumbas ng ratio ng universal gas constant R sa bilang ng Avogadro N A: k = R / N A = 1.3807.10-23 J/K. Pinangalanan pagkatapos ng L. Boltzmann.)

Kapag nagmamasid sa Brownian motion, ang posisyon ng isang particle ay naayos sa mga regular na pagitan. Ang mas maikli ang mga agwat ng oras, mas sirang tilapon ng particle ang magiging hitsura.

Ang mga pattern ng Brownian motion ay nagsisilbing malinaw na kumpirmasyon ng mga pangunahing probisyon ng molecular kinetic theory. Sa wakas ay itinatag na ang thermal form ng paggalaw ng bagay ay dahil sa magulong paggalaw ng mga atomo o molekula na bumubuo sa mga macroscopic na katawan.

Ang teorya ng Brownian motion ay may mahalagang papel sa pagpapatibay ng mga istatistikal na mekanika; ito ang batayan para sa kinetic theory ng coagulation (paghahalo) ng mga may tubig na solusyon. Bilang karagdagan, mayroon din itong praktikal na kahalagahan sa metrology, dahil ang Brownian motion ay itinuturing na pangunahing kadahilanan na naglilimita sa katumpakan ng mga instrumento sa pagsukat. Halimbawa, ang limitasyon ng katumpakan ng mga pagbabasa ng isang mirror galvanometer ay tinutukoy ng panginginig ng salamin, tulad ng isang Brownian particle na binomba ng mga molekula ng hangin. Tinutukoy ng mga batas ng Brownian motion ang random na paggalaw ng mga electron, na nagiging sanhi ng ingay sa mga electrical circuit. Ang mga pagkalugi ng dielectric sa mga dielectric ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga random na paggalaw ng mga molekula ng dipole na bumubuo sa dielectric. Ang mga random na paggalaw ng mga ion sa mga solusyon sa electrolyte ay nagpapataas ng kanilang electrical resistance.

Trajectories ng Brownian particle (scheme ng eksperimento ni Perrin); ang mga tuldok ay minarkahan ang mga posisyon ng mga particle sa mga regular na pagitan.

kaya, DIFFUSION, O BROWNIAN MOVEMENT - Ito random na paggalaw ng pinakamaliit na particle na nasuspinde sa isang likido o gas, na nagaganap sa ilalim ng impluwensya ng mga epekto ng mga molekula ng kapaligiran; bukas

R. Brown noong 1827

II. 2. Pagsasabog, ang mga uri nito.

Matukoy ang pagkakaiba sa pagitan ng pagsasabog at pagsasabog sa sarili.

sa pamamagitan ng pagsasabog tinatawag na kusang pagtagos ng mga molekula ng isang sangkap sa mga puwang sa pagitan ng mga molekula ng isa pang sangkap. Sa kasong ito, ang mga particle ay halo-halong. Ang pagsasabog ay sinusunod para sa mga gas, likido at solids. Halimbawa, ang isang patak ng tinta ay inihalo sa isang basong tubig. O ang amoy ng cologne ay kumakalat sa buong silid.

Ang diffusion, tulad ng self-diffusion, ay umiiral hangga't mayroong substance density gradient. Kung ang density ng alinman sa isa at parehong sangkap ay hindi pareho sa iba't ibang bahagi ng dami, kung gayon ang kababalaghan ng pagsasabog sa sarili ay sinusunod. Sa pamamagitan ng pagsasabog sa sarili tinatawag na proseso ng density equalization(o konsentrasyon na proporsyonal dito) ang parehong sangkap. Ang diffusion at self-diffusion ay nangyayari dahil sa thermal motion ng mga molecule, na, sa non-equilibrium states, ay lumilikha ng mga daloy ng matter.

Ang density ng mass flux ay ang masa ng bagay ( dm) nagkakalat sa bawat yunit ng oras sa pamamagitan ng isang unit area ( dS pl) patayo sa axis x :

(1.1)

Ang phenomenon ng diffusion ay sumusunod sa batas ni Fick

(1.2)

kung saan ang modulus ng density gradient, na tumutukoy sa rate ng pagbabago ng density sa direksyon ng axis X ;

D- diffusion coefficient, na kinakalkula mula sa molecular kinetic theory ng formula

(1.3)

kung saan ang average na bilis ng thermal motion ng mga molecule;

Ang ibig sabihin ng libreng landas ng mga molekula.

Ang minus sign ay nagpapahiwatig na ang paglipat ng masa ay nangyayari sa direksyon ng pagbaba ng density.

Ang equation (1.2) ay tinatawag na diffusion equation o batas ni Fick.

II. 3. Rate ng pagsasabog.

Kapag ang isang particle ay gumagalaw sa isang substance, ito ay patuloy na bumabangga sa mga molecule nito. Ito ay isa sa mga dahilan kung bakit, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang pagsasabog ay mas mabagal kaysa sa normal na paggalaw. Ano ang nakasalalay sa rate ng pagsasabog?

Una, sa average na distansya sa pagitan ng mga banggaan ng butil, i.e. haba ng libreng landas. Kung mas malaki ang haba na ito, mas mabilis na tumagos ang butil sa sangkap.

Pangalawa, ang presyon ay nakakaapekto sa bilis. Ang mas siksik na pag-iimpake ng mga particle sa isang sangkap, mas mahirap para sa isang dayuhan na butil na tumagos sa naturang packing.

Pangatlo, ang molecular weight ng isang substance ay may mahalagang papel sa diffusion rate. Kung mas malaki ang target, mas malamang na tamaan ito, at pagkatapos ng banggaan, palaging bumagal ang bilis.

At pang-apat, temperatura. Habang tumataas ang temperatura, tumataas ang mga oscillation ng mga particle, at tumataas ang bilis ng mga molekula. Gayunpaman, ang bilis ng pagsasabog ay isang libong beses na mas mabagal kaysa sa bilis ng libreng paggalaw.

Lahat ng uri ng diffusion ay sumusunod sa parehong mga batas, ay inilalarawan ng diffusion coefficient D, na isang scalar value at tinutukoy mula sa unang batas ni Fick.

Para sa one-dimensional diffusion ,

kung saan ang J ay ang flux density ng mga atomo o mga depekto ng sangkap,
D - koepisyent ng pagsasabog,
Ang N ay ang konsentrasyon ng mga atomo o mga depekto ng sangkap.

Ang pagsasabog ay isang proseso sa antas ng molekular at tinutukoy ng random na katangian ng paggalaw ng mga indibidwal na molekula. Ang rate ng pagsasabog ay samakatuwid ay proporsyonal sa average na bilis ng mga molekula. Sa kaso ng mga gas, ang average na bilis ng maliliit na molekula ay mas malaki, ibig sabihin, ito ay inversely proportional sa square root ng mass ng molekula at tumataas sa pagtaas ng temperatura. Ang mga proseso ng pagsasabog sa mga solido sa mataas na temperatura ay kadalasang nakakahanap ng praktikal na aplikasyon. Halimbawa, ang ilang uri ng cathode ray tubes (CRTs) ay gumagamit ng metallic thorium na diffused sa pamamagitan ng metallic tungsten sa 2000 ºC.

Kung sa isang halo ng mga gas ang isang molekula ay apat na beses na mas mabigat kaysa sa iba, kung gayon ang gayong molekula ay gumagalaw nang dalawang beses nang mas mabagal kumpara sa paggalaw nito sa isang purong gas. Alinsunod dito, ang diffusion rate nito ay mas mababa din. Ang pagkakaibang ito sa mga rate ng pagsasabog sa pagitan ng magaan at mabibigat na molekula ay ginagamit upang paghiwalayin ang mga sangkap na may iba't ibang timbang ng molekular. Ang isang halimbawa ay ang paghihiwalay ng isotopes. Kung ang isang gas na naglalaman ng dalawang isotopes ay dumaan sa isang porous na lamad, ang mas magaan na isotopes ay tumagos sa lamad nang mas mabilis kaysa sa mas mabibigat. Para sa mas mahusay na paghihiwalay, ang proseso ay isinasagawa sa maraming yugto. Ang prosesong ito ay malawakang ginagamit upang paghiwalayin ang uranium isotopes (paghihiwalay ng 235U fissile sa ilalim ng neutron irradiation mula sa bulk ng 238U). Dahil ang paraan ng paghihiwalay na ito ay masinsinang enerhiya, ang iba, mas matipid na paraan ng paghihiwalay ay binuo. Halimbawa, ang paggamit ng thermal diffusion sa isang gaseous medium ay malawakang binuo. Ang isang gas na naglalaman ng pinaghalong isotopes ay inilalagay sa isang silid kung saan pinananatili ang spatial temperature difference (gradient). Sa kasong ito, ang mabibigat na isotopes ay puro sa paglipas ng panahon sa malamig na rehiyon.

Konklusyon. Ang mga nagkakalat na pagbabago ay apektado ng:

· molekular na timbang ng sangkap (mas mataas ang molekular na timbang, mas mababa ang bilis);

· ang average na distansya sa pagitan ng mga banggaan ng butil (mas malaki ang haba ng landas, mas malaki ang bilis);

· presyon (mas malaki ang pag-iimpake ng mga particle, mas mahirap itong masira),

· temperatura (habang tumataas ang temperatura, tumataas ang bilis).

II.4. Pagsasabog sa walang buhay na kalikasan.

Alam mo ba na ang ating buong buhay ay binuo sa isang kakaibang kabalintunaan ng kalikasan? Alam ng lahat na ang hangin na ating nilalanghap ay binubuo ng mga gas na may iba't ibang densidad: nitrogen N 2 , oxygen O 2 , carbon dioxide CO 2 at isang maliit na halaga ng iba pang mga impurities. At ang mga gas na ito ay dapat ayusin sa mga layer, ayon sa gravity: ang pinakamabigat, CO 2, ay nasa pinakadulo ng lupa, sa itaas nito - O 2, kahit na mas mataas - N 2. Ngunit hindi iyon nangyayari. Napapaligiran kami ng isang homogenous na halo ng mga gas. Bakit hindi namamatay ang apoy? Pagkatapos ng lahat, ang oxygen na nakapalibot dito ay mabilis na nasusunog? Dito, tulad ng sa unang kaso, gumagana ang mekanismo ng pagkakahanay. Pinipigilan ng pagsasabog ang kawalan ng timbang sa kalikasan!

Bakit maalat ang dagat? Alam natin na ang mga ilog ay dumadaan sa kapal ng mga bato, mineral at naghuhugas ng mga asin sa dagat. Paano hinahalo ang asin sa tubig? Ito ay maaaring ipaliwanag sa isang simpleng karanasan:

DESCRIPTION NG KARANASAN: Ibuhos ang isang may tubig na solusyon ng tansong sulpate sa isang sisidlan ng salamin. Maingat na ibuhos ang malinis na tubig sa solusyon. Inoobserbahan namin ang hangganan sa pagitan ng mga likido.

Tanong: Ano ang mangyayari sa mga likidong ito sa paglipas ng panahon, at ano ang ating oobserbahan?

Sa paglipas ng panahon, magsisimulang lumabo ang hangganan sa pagitan ng mga likidong nakikipag-ugnayan. Ang isang sisidlan na may mga likido ay maaaring ilagay sa isang aparador at araw-araw ay maaari mong obserbahan kung paano nangyayari ang kusang paghahalo ng mga likido. Sa huli, ang isang homogenous na likido ng maputlang asul na kulay ay nabuo sa sisidlan, halos walang kulay sa liwanag.

Ang mga particle ng copper sulphate ay mas mabigat kaysa sa tubig, ngunit dahil sa diffusion ay dahan-dahan silang tumataas. Ang dahilan ay ang istraktura ng likido. Ang mga particle ng likido ay nakaimpake sa mga compact na grupo - pseudonuclei. Sila ay pinaghihiwalay mula sa isa't isa sa pamamagitan ng mga voids - mga butas. Ang nuclei ay hindi matatag, ang kanilang mga particle ay hindi nasa equilibrium nang matagal. Sa sandaling ang particle ay nagbibigay ng enerhiya, ang particle ay humihiwalay mula sa nucleus at nahuhulog sa mga void. Mula doon, madali itong tumalon sa isa pang core, at iba pa.

Ang mga molekula ng isang dayuhang sangkap ay nagsisimula sa kanilang paglalakbay sa pamamagitan ng likido mula sa mga butas. Sa daan, bumangga sila sa nuclei, kumatok sa mga particle mula sa kanila, at pumalit sa kanilang lugar. Ang paglipat mula sa isang libreng lugar patungo sa isa pa, dahan-dahan silang naghahalo sa mga likidong particle. Alam na natin na mababa ang diffusion rate. Samakatuwid, sa ilalim ng normal na mga kondisyon, ang eksperimentong ito ay tumagal ng 18 araw, na may pag-init - 2-3 minuto.

Konklusyon: Sa apoy ng Araw, ang buhay at pagkamatay ng malayong kumikinang na mga bituin, sa hangin na ating hininga, sa mga pagbabago sa panahon, sa halos lahat ng pisikal na phenomena, nakikita natin ang pagpapakita ng makapangyarihang pagsasabog!

II.5. Pagsasabog sa wildlife.

Ang mga proseso ng pagsasabog ay pinag-aralan nang mabuti sa kasalukuyan, ang kanilang pisikal at kemikal na mga batas ay naitatag, at ang mga ito ay lubos na naaangkop sa paggalaw ng mga molekula sa isang buhay na organismo. Ang pagsasabog sa mga nabubuhay na organismo ay hindi mapaghihiwalay na nauugnay sa lamad ng plasma ng selula. Samakatuwid, kinakailangan upang malaman kung paano ito nakaayos, at kung paano nauugnay ang mga tampok ng istraktura nito sa transportasyon ng mga sangkap sa cell.

Ang plasma membrane (plasmalemma, cell membrane), isang ibabaw, peripheral na istraktura na nakapalibot sa protoplasm ng mga selula ng halaman at hayop, ay nagsisilbi hindi lamang bilang isang mekanikal na hadlang, ngunit, higit sa lahat, nililimitahan ang libreng dalawang-daan na daloy sa loob at labas ng cell ng mababa at mataas na molekular na sangkap. Bukod dito, ang plasmalemma ay gumaganap bilang isang istraktura na "kinikilala" sa iba't ibang mga kemikal at kinokontrol ang pumipili na transportasyon ng mga sangkap na ito sa cell.

Ang panlabas na ibabaw ng lamad ng plasma ay natatakpan ng isang maluwag na fibrous layer ng sangkap na 3-4 nm makapal - ang glycocalyx. Binubuo ito ng mga sumasanga na kadena ng mga kumplikadong carbohydrates ng mga integral na protina ng lamad, kung saan matatagpuan ang mga compound ng mga protina na may mga asukal at mga protina na may mga taba na nakahiwalay sa cell. Ang ilang cellular enzymes na kasangkot sa extracellular breakdown ng mga substance (extracellular digestion, halimbawa, sa intestinal epithelium) ay agad na natagpuan.

Dahil hydrophobic ang loob ng layer ng lipid, nagbibigay ito ng halos hindi mapasok na hadlang sa karamihan ng mga polar molecule. Dahil sa pagkakaroon ng hadlang na ito, ang pagtagas ng mga nilalaman ng mga cell ay pinipigilan, gayunpaman, dahil dito, ang cell ay pinilit na lumikha ng mga espesyal na mekanismo para sa transportasyon ng mga nalulusaw sa tubig na mga sangkap sa pamamagitan ng lamad.

Ang lamad ng plasma, tulad ng iba pang mga lamad ng selula ng lipoprotein, ay semipermeable. Ang tubig at ang mga gas na natunaw dito ay may pinakamataas na lakas ng pagtagos. Ang transportasyon ng ion ay maaaring magpatuloy sa isang gradient ng konsentrasyon, i.e. pasibo, nang walang pagkonsumo ng enerhiya. Sa kasong ito, ang ilang mga protina sa transportasyon ng lamad ay bumubuo ng mga molekular na kumplikado, mga channel kung saan ang mga ion ay dumadaan sa lamad sa pamamagitan ng simpleng pagsasabog. Sa ibang mga kaso, ang mga espesyal na protina ng carrier ng lamad ay piling nagbubuklod sa isa o ibang ion at dinadala ito sa buong lamad. Ang ganitong uri ng paglipat ay tinatawag na aktibong transportasyon at isinasagawa gamit ang mga bomba ng protina ion. Halimbawa, ang paggastos ng 1 ATP molecule, ang K-Na pump system ay nagbobomba ng 3 Na ions mula sa cell sa isang cycle at nagbo-bomba ng 2 K ions laban sa concentration gradient. Sa kumbinasyon ng aktibong transportasyon ng mga ion, ang iba't ibang mga asukal, nucleotides at amino acid ay tumagos sa plasmalemma. Ang mga macromolecule, tulad ng mga protina, ay hindi dumadaan sa lamad. Ang mga ito, pati na rin ang mas malalaking particle ng substance, ay dinadala sa cell sa pamamagitan ng endocytosis. Sa panahon ng endocytosis, ang isang partikular na seksyon ng plasmalemma ay kumukuha, bumabalot sa extracellular na materyal, at inilalagay ito sa isang lamad na vacuole. Ang vacuole na ito - ang endosome - ay sumasama sa cytoplasm kasama ang pangunahing lysosome at nangyayari ang pagtunaw ng nakuhang materyal. Ang endocytosis ay pormal na nahahati sa phagocytosis (pagsipsip ng malalaking particle ng cell) at pinocytosis (pagsipsip ng mga solusyon). Ang plasma membrane ay nakikibahagi din sa pag-alis ng mga sangkap mula sa cell gamit ang exocytosis, isang proseso na kabaligtaran ng endocytosis.

Ang pagsasabog ng mga ion sa mga may tubig na solusyon ay lalong mahalaga para sa mga buhay na organismo. Parehong mahalaga ang papel ng diffusion sa respiration, photosynthesis, at transpiration ng halaman; sa paglipat ng oxygen mula sa hangin sa pamamagitan ng mga dingding ng alveoli ng mga baga at ang pagpasok nito sa dugo ng mga tao at hayop. Ang pagsasabog ng mga molekular na ion sa pamamagitan ng mga lamad ay isinasagawa gamit ang isang potensyal na elektrikal sa loob ng cell. Ang pagkakaroon ng pumipili na pagkamatagusin, ang mga lamad ay gumaganap ng papel ng mga kaugalian kapag naglilipat ng mga kalakal sa hangganan: ang ilang mga sangkap ay dumadaan, ang iba ay naaantala, at ang iba ay karaniwang "pinaalis" mula sa cell. Ang papel ng mga lamad sa buhay ng mga selula ay napakahusay. Ang namamatay na cell ay nawawalan ng kontrol sa kakayahang i-regulate ang konsentrasyon ng mga sangkap sa buong lamad. Ang unang tanda ng pagkamatay ng cell ay ang simula ng mga pagbabago sa pagkamatagusin at pagkabigo ng panlabas na lamad nito.

Bilang karagdagan sa maginoo na transportasyon - ang kinetic na proseso ng paglipat ng mga particle ng isang sangkap sa ilalim ng pagkilos ng gradients ng mga potensyal na elektrikal o kemikal, temperatura o presyon - ang aktibong transportasyon ay nagaganap din sa mga proseso ng cellular - ang paggalaw ng mga molekula at ion laban sa konsentrasyon gradient ng mga sangkap. Ang mekanismo ng pagsasabog na ito ay tinatawag na osmosis. (Ang Osmosis ay unang naobserbahan ni A. Nolle noong 1748, ngunit ang pag-aaral ng hindi pangkaraniwang bagay na ito ay sinimulan pagkaraan ng isang siglo.) Ang prosesong ito ay isinasagawa dahil sa iba't ibang osmotic pressure sa isang may tubig na solusyon sa magkabilang panig ng isang biological membrane. Madalas na dumadaan ang tubig. malayang dumaan sa lamad sa pamamagitan ng osmosis, ngunit ang lamad na ito ay maaaring hindi tinatablan ng mga sangkap na natunaw sa tubig. Ito ay kakaiba na ang tubig ay dumadaloy laban sa pagsasabog ng sangkap na ito, ngunit sumusunod sa pangkalahatang batas ng gradient ng konsentrasyon (sa kasong ito, tubig).

Samakatuwid, ang tubig ay may posibilidad na lumipat mula sa isang mas dilute na solusyon, kung saan ang konsentrasyon nito ay mas mataas, sa isang mas puro solusyon ng isang sangkap, kung saan ang konsentrasyon ng tubig ay mas mababa. Hindi direktang sumipsip at magpalabas ng tubig, ginagawa ito ng cell sa tulong ng osmosis, binabago ang konsentrasyon ng mga solute dito. Ang Osmosis ay katumbas ng konsentrasyon ng solusyon sa magkabilang panig ng lamad. Ang osmotic pressure ng mga solusyon ng mga sangkap sa magkabilang panig ng lamad ng cell at ang pagkalastiko ng lamad ng cell ay tumutukoy sa estado ng stress ng lamad ng cell, na tinatawag na presyon ng turgor (turgor - mula sa Latin turgere - na namamaga, napuno). Karaniwan, ang pagkalastiko ng mga lamad ng selula ng hayop (hindi kasama ang ilang bituka) ay mababa, kulang ang mga ito ng mataas na presyon ng turgor at nananatiling buo lamang sa mga isotonic na solusyon o sa mga hindi gaanong naiiba sa isotonic (ang pagkakaiba sa pagitan ng panloob na presyon at panlabas na presyon ay mas mababa sa 0.5 -1.0 am). Sa mga nabubuhay na selula ng halaman, ang panloob na presyon ay palaging mas malaki kaysa sa panlabas na presyon, gayunpaman, ang pagkalagot ng lamad ng cell ay hindi nangyayari dahil sa pagkakaroon ng isang cellulose cell wall. Ang pagkakaiba sa pagitan ng panloob at panlabas na presyon sa mga halaman (halimbawa, sa mga halaman ng halophytes - mapagmahal na asin, mushroom) ay umabot sa 50-100 am. Ngunit kahit na ito, ang margin ng kaligtasan ng isang cell ng halaman ay 60-70%. Sa karamihan ng mga halaman, ang kamag-anak na pagpahaba ng lamad ng cell dahil sa turgor ay hindi lalampas sa 5-10%, at ang presyon ng turgor ay nasa hanay ng 5-10 ng umaga. Salamat sa turgor, ang mga tisyu ng halaman ay may pagkalastiko at lakas ng istruktura. (Kinukumpirma ito ng mga eksperimento No. 3, No. 4). Ang lahat ng mga proseso ng autolysis (pagsira sa sarili), pagkalanta at pagtanda ay sinamahan ng pagbaba ng presyon ng turgor.

Isinasaalang-alang ang pagsasabog sa buhay na kalikasan, hindi mabibigo ang isa na banggitin ang pagsipsip. Ang pagsipsip ay ang proseso ng pagpasok ng iba't ibang mga sangkap mula sa kapaligiran sa pamamagitan ng mga lamad ng cell sa mga selula, at sa pamamagitan ng mga ito sa panloob na kapaligiran ng katawan. Sa mga halaman, ito ang proseso ng pagsipsip ng tubig na may mga sangkap na natunaw dito sa pamamagitan ng mga ugat at dahon sa pamamagitan ng osmosis at pagsasabog; sa invertebrates - mula sa kapaligiran o cavity fluid. Sa mga primitive na organismo, ang pagsipsip ay isinasagawa sa tulong ng pino- at phagocytosis. Sa vertebrates, ang pagsipsip ay maaaring mangyari kapwa mula sa mga organo ng tiyan - mga baga, matris, pantog, at mula sa ibabaw ng balat, mula sa ibabaw ng sugat, atbp. Ang mga pabagu-bagong gas at singaw ay sinisipsip ng balat.

Ang pinakamalaking pisyolohikal na kahalagahan ay ang pagsipsip sa gastrointestinal tract, na higit sa lahat ay nangyayari sa maliit na bituka. Para sa mahusay na transportasyon ng mga sangkap, ang isang malaking lugar sa ibabaw ng bituka at isang patuloy na mataas na daloy ng dugo sa mauhog lamad ay partikular na kahalagahan, dahil kung saan ang isang mataas na gradient ng konsentrasyon ng mga hinihigop na compound ay pinananatili. Sa mga tao, ang mesenteric na daloy ng dugo sa panahon ng pagkain ay humigit-kumulang 400 ml / min, at sa taas ng panunaw - hanggang sa 750 ml / min, na ang pangunahing bahagi (hanggang 80%) ay ang daloy ng dugo sa mauhog na lamad ng mga organ ng pagtunaw. Dahil sa pagkakaroon ng mga istruktura na nagpapataas sa ibabaw ng mauhog lamad - mga pabilog na fold, villi, microvilli, ang kabuuang lugar ng suction surface ng bituka ng tao ay umabot sa 200 m 2.

Ang mga solusyon sa tubig at asin ay maaaring magkalat sa magkabilang panig ng dingding ng bituka, kapwa sa maliit at malalaking bituka. Ang kanilang pagsipsip ay nangyayari pangunahin sa itaas na mga seksyon ng maliit na bituka. Ang malaking kahalagahan sa maliit na bituka ay ang transportasyon ng Na + ions, dahil sa kung saan ang mga electrical at osmotic gradient ay pangunahing nilikha. Ang pagsipsip ng Na + ions ay nangyayari dahil sa parehong aktibo at passive na mekanismo.

Kung ang cell ay walang mga sistema para sa pag-regulate ng osmotic pressure, kung gayon ang konsentrasyon ng mga natunaw na sangkap sa loob nito ay mas malaki kaysa sa kanilang mga panlabas na konsentrasyon. Kung gayon ang konsentrasyon ng tubig sa cell ay magiging mas mababa kaysa sa konsentrasyon nito sa labas. Bilang isang resulta, magkakaroon ng patuloy na pag-agos ng tubig sa cell at ang pagkalagot nito. Sa kabutihang palad, kinokontrol ng mga selula ng hayop at bakterya ang osmotic pressure sa kanilang mga selula sa pamamagitan ng aktibong pagbomba ng mga inorganic na ion tulad ng Na. Samakatuwid, ang kanilang kabuuang konsentrasyon sa loob ng cell ay mas mababa kaysa sa labas. Halimbawa, ang mga amphibian ay gumugugol ng malaking bahagi ng kanilang oras sa tubig, at ang nilalaman ng asin sa kanilang dugo at lymph ay mas mataas kaysa sa sariwang tubig. Ang mga amphibian ay patuloy na sumisipsip ng tubig sa pamamagitan ng kanilang balat. Samakatuwid, gumagawa sila ng maraming ihi. Ang palaka, halimbawa, kung ang cloaca nito ay nalagyan ng benda, bumubukol na parang bola. Sa kabaligtaran, kung ang isang amphibian ay pumasok sa maalat na tubig sa dagat, ito ay nagiging dehydrated at namatay nang napakabilis. Samakatuwid, ang mga dagat at karagatan para sa mga amphibian ay isang hindi malulutas na hadlang. Ang mga selula ng halaman ay may matibay na pader na pumipigil sa kanila sa pamamaga. Maraming protozoa ang umiiwas sa pagsabog mula sa papasok na tubig sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na mekanismo na regular na naglalabas ng papasok na tubig.

Kaya, ang cell ay isang bukas na thermodynamic system, na nagpapalitan ng bagay at enerhiya sa kapaligiran, ngunit pinapanatili ang isang tiyak na katatagan ng panloob na kapaligiran. Ang dalawang pag-aari na ito ng isang self-regulating system - pagiging bukas at katatagan - ay isinasagawa nang sabay-sabay, at ang metabolismo (metabolismo) ay responsable para sa katatagan ng cell. Ang metabolismo ay ang regulator na nag-aambag sa pangangalaga ng system, nagbibigay ito ng naaangkop na tugon sa mga impluwensya sa kapaligiran. Samakatuwid, ang isang kinakailangang kondisyon para sa metabolismo ay ang pagkamayamutin ng isang buhay na sistema sa lahat ng antas, na sa parehong oras ay kumikilos bilang isang kadahilanan ng pagkakapare-pareho at integridad ng system.

Maaaring baguhin ng lamad ang pagkamatagusin nito sa ilalim ng impluwensya ng kemikal at pisikal na mga kadahilanan, kabilang ang bilang isang resulta ng depolarization ng lamad sa panahon ng pagpasa ng isang electrical impulse sa pamamagitan ng sistema ng mga neuron at epekto dito.

Ang isang neuron ay isang segment ng isang nerve fiber. Kung ang isang irritant ay kumikilos sa isang dulo nito, pagkatapos ay isang electrical impulse ang nangyayari. Ang halaga nito ay humigit-kumulang 0.01 V para sa mga selula ng kalamnan ng tao, at ito ay kumakalat sa bilis na humigit-kumulang 4 m/s. Kapag ang salpok ay umabot sa synapse - isang koneksyon ng mga neuron, na maaaring ituring bilang isang uri ng relay na nagpapadala ng isang senyas mula sa isang neuron patungo sa isa pa, kung gayon ang elektrikal na salpok ay na-convert sa isang kemikal na salpok sa pamamagitan ng pagpapalabas ng mga neurotransmitters - mga tiyak na intermediary substance. . Kapag ang mga molekula ng naturang tagapamagitan ay pumasok sa puwang sa pagitan ng mga neuron, ang neurotransmitter ay umabot sa dulo ng puwang sa pamamagitan ng pagsasabog at pinasisigla ang susunod na neuron.

Gayunpaman, ang isang neuron ay tumutugon lamang kung mayroong mga espesyal na molekula sa ibabaw nito - mga receptor na maaari lamang magbigkis sa tagapamagitan na ito at hindi tumugon sa iba. Ito ay nangyayari hindi lamang sa lamad, kundi pati na rin sa anumang organ, tulad ng isang kalamnan, na nagiging sanhi ng pag-urong nito. Ang mga signal ng impulse sa pamamagitan ng mga synapses ay maaaring humadlang o mapahusay ang paghahatid ng iba, at samakatuwid ang mga neuron ay gumaganap ng mga lohikal na pag-andar ("at", "o"), na, sa isang tiyak na lawak, ay nagsilbi sa N. Wiener bilang isang dahilan upang maniwala na ang mga proseso ng computational sa Ang utak ng isang buhay na organismo at sa isang computer ay sumusunod sa mahalagang parehong pattern. Pagkatapos ay ginagawang posible ng diskarte sa impormasyon na ilarawan ang walang buhay at buhay na kalikasan sa isang pinag-isang paraan.

Ang mismong proseso ng epekto ng signal sa lamad ay binubuo sa pagbabago ng mataas na resistensya ng kuryente nito, dahil ang potensyal na pagkakaiba sa kabuuan nito ay nasa pagkakasunud-sunod din ng 0.01 V. Ang pagbaba ng resistensya ay humahantong sa pagtaas ng pulso ng kuryente at ang Ang paggulo ay ipinadala pa sa anyo ng isang nerve impulse, habang binabago ang posibilidad na dumaan sa lamad ng ilang mga ions. Kaya, ang impormasyon sa katawan ay maaaring maipadala sa kumbinasyon, sa pamamagitan ng kemikal at pisikal na mga mekanismo, at tinitiyak nito ang pagiging maaasahan at iba't ibang mga channel para sa paghahatid at pagproseso nito sa isang buhay na sistema.

Ang mga proseso ng cellular respiration, kapag ang mga molekula ng ATP ay nabuo sa mitochondria ng cell, na nagbibigay nito ng kinakailangang enerhiya, ay malapit na nauugnay sa mga proseso ng ordinaryong paghinga ng isang buhay na organismo, na nangangailangan ng oxygen O2 na nakuha bilang isang resulta ng photosynthesis. Ang mga mekanismo ng mga prosesong ito ay nakabatay din sa mga batas ng pagsasabog. Sa esensya, ito ang mga sangkap ng materyal at enerhiya na kailangan para sa isang buhay na organismo. Ang photosynthesis ay ang proseso ng pag-iimbak ng solar energy sa pamamagitan ng pagbuo ng mga bagong bono sa mga molecule ng synthesized substance. Ang panimulang materyales para sa photosynthesis ay tubig H 2 O at carbon dioxide CO 2 . Ang mga simpleng inorganikong compound na ito ay bumubuo ng mas kumplikado, mayaman sa enerhiya na mga sustansya. Bilang isang side product, ngunit napakahalaga para sa amin, ang molecular oxygen O 2 ay nabuo. Ang isang halimbawa ay isang reaksyon na nangyayari dahil sa pagsipsip ng light quanta at pagkakaroon ng chlorophyll pigment na nasa chloroplasts.

Ang resulta ay isang molekula ng asukal C 6 H 12 O 6 at anim na molekula ng oxygen O 2. Ang proseso ay nagpapatuloy sa mga yugto, una, sa yugto ng photolysis, ang hydrogen at oxygen ay nabuo sa pamamagitan ng paghahati ng tubig, at pagkatapos ay ang hydrogen, na pinagsama sa carbon dioxide, ay bumubuo ng isang karbohidrat - asukal C 6 H 12 O 6. Sa esensya, ang photosynthesis ay ang conversion ng nagniningning na enerhiya ng Araw sa enerhiya ng mga kemikal na bono ng mga umuusbong na organikong sangkap. Kaya, ang photosynthesis, na gumagawa ng oxygen O 2 sa liwanag, ay ang biological na proseso na nagbibigay ng mga buhay na organismo ng libreng enerhiya. Ang proseso ng normal na paghinga bilang isang metabolic process sa katawan na nauugnay sa pagkonsumo ng oxygen ay ang kabaligtaran ng proseso ng photosynthesis. Ang parehong mga prosesong ito ay maaaring sumama sa sumusunod na kadena:

Enerhiya ng solar (photosynthesis)

nutrients + (hininga)

Enerhiya ng mga bono ng kemikal.

Ang mga huling produkto ng paghinga ay nagsisilbing panimulang materyales para sa photosynthesis. Kaya, ang mga proseso ng photosynthesis at respiration ay kasangkot sa cycle ng mga substance sa Earth. Ang bahagi ng solar radiation ay hinihigop ng mga halaman at ilang mga organismo, na, tulad ng alam na natin, ay mga autotroph, i.e. pagpapakain sa sarili (pagkain para sa kanila - sikat ng araw). Bilang resulta ng proseso ng photosynthesis, ang mga autotroph ay nagbubuklod sa atmospheric carbon dioxide at tubig, na bumubuo ng hanggang 150 bilyong tonelada ng mga organikong sangkap, sumisipsip ng hanggang 300 bilyong tonelada ng CO 2, at naglalabas ng humigit-kumulang 200 bilyong tonelada ng libreng oxygen O 2 taun-taon.

Ang nagreresultang organikong bagay ay ginagamit bilang pagkain ng mga tao at mga herbivore, na, sa turn, ay kumakain ng iba pang mga heterotroph. Ang mga labi ng halaman at hayop ay nabubulok sa mga simpleng inorganic na sangkap, na maaaring muling lumahok sa anyo ng CO 2 at H 2 O sa photosynthesis. Ang bahagi ng nagreresultang enerhiya, kabilang ang nakaimbak sa anyo ng mga fossil fuel, ay ginagamit ng mga buhay na organismo, at ang bahagi ay walang silbi na nalalantad sa kapaligiran. Samakatuwid, ang proseso ng photosynthesis, dahil sa posibilidad ng pagbibigay sa kanila ng kinakailangang enerhiya at oxygen, ay nasa isang tiyak na yugto sa pag-unlad ng biosphere ng Earth na isang katalista para sa ebolusyon ng mga nabubuhay na bagay.

Ang mga proseso ng pagsasabog ay sumasailalim sa metabolismo sa cell, na nangangahulugan na sa kanilang tulong ang mga prosesong ito ay isinasagawa sa antas ng mga organo. Ito ay kung paano ang mga proseso ng pagsipsip ay isinasagawa sa mga ugat na buhok ng mga halaman, ang mga bituka ng mga hayop at tao; palitan ng gas sa stomata ng halaman, baga at tisyu ng mga tao at hayop, mga proseso ng excretory.

Ang mga biologist ay nakikibahagi sa istraktura at pag-aaral ng mga selula nang higit sa 150 taon, simula sa Schleiden, Schwann, Purime at Virchow, na noong 1855 ay nagtatag ng mekanismo ng paglaki ng cell sa pamamagitan ng paghahati sa kanila. Napag-alaman na ang bawat organismo ay bubuo mula sa isang cell, na nagsisimulang maghati, at bilang isang resulta, maraming mga cell ang nabuo, na kapansin-pansing naiiba sa bawat isa. Ngunit dahil ang pag-unlad ng organismo ay orihinal na nagsimula mula sa paghahati ng unang selula, sa isa sa mga yugto ng ating ikot ng buhay ay nananatili tayong isang pagkakahawig sa isang napakalayo na unicellular na ninuno, at ang isa ay maaaring magbiro na sabihin na tayo ay mas malamang na nagmula sa isang amoeba kaysa sa unggoy.

Ang mga organo ay nabuo mula sa mga selula, at ang sistema ng mga selula ay nakakakuha ng gayong mga katangian na wala sa mga sangkap nito, i.e. indibidwal na mga cell. Ang mga pagkakaibang ito ay dahil sa hanay ng mga protina na na-synthesize ng cell na ito. Mayroong mga selula ng kalamnan, mga selula ng nerbiyos, mga selula ng dugo (erythrocytes), epithelial at iba pa, depende sa kanilang pag-andar. Ang pagkakaiba-iba ng cell ay nangyayari nang unti-unti sa panahon ng pag-unlad ng organismo. Sa proseso ng paghahati ng cell, ang kanilang buhay at kamatayan, ang patuloy na pagpapalit ng mga selula ay nangyayari sa buong buhay ng organismo.

Walang molecule sa ating katawan ang nananatiling pareho sa loob ng higit sa ilang linggo o buwan. Sa panahong ito, ang mga molekula ay na-synthesize, ginagampanan ang kanilang papel sa buhay ng cell, ay nawasak at pinalitan ng iba, higit pa o mas kaunting magkaparehong mga molekula. Ang pinaka-kahanga-hangang bagay ay ang mga buhay na organismo sa kabuuan ay higit na pare-pareho kaysa sa kanilang mga bumubuong molekula, at ang istraktura ng mga selula at ang buong katawan na binubuo ng mga selulang ito ay nananatiling hindi nagbabago sa walang tigil na siklong ito, sa kabila ng pagpapalit ng mga indibidwal na sangkap.

Bukod dito, hindi ito kapalit ng mga indibidwal na bahagi ng kotse, ngunit, gaya ng makasagisag na inihahambing ni S. Rose, ang katawan na may isang gusaling ladrilyo, "kung saan ang isang baliw na tagapagpatong ng ladrilyo ay patuloy na naglalabas ng sunud-sunod na ladrilyo sa gabi at araw at naglalagay ng bago. mga nasa kanilang lugar. Kasabay nito, ang panlabas na anyo ng gusali ay nananatiling pareho, at ang materyal ay patuloy na pinapalitan. Ipinanganak tayo na may ilang mga neuron at mga selula, at namamatay tayo kasama ng iba. Ang isang halimbawa ay ang kamalayan, pag-unawa at pang-unawa ng isang bata at isang matanda. Ang lahat ng mga cell ay may kumpletong genetic na impormasyon para sa pagbuo ng lahat ng mga protina ng isang partikular na organismo. Ang pag-iimbak at paghahatid ng namamana na impormasyon ay isinasagawa sa tulong ng cell nucleus.

Konklusyon: Imposibleng palakihin ang papel ng pagkamatagusin ng lamad ng plasma sa mahahalagang aktibidad ng cell. Karamihan sa mga prosesong nauugnay sa pagbibigay ng enerhiya sa cell, pagtanggap ng mga produkto at pag-alis ng mga produktong nabubulok ay nakabatay sa mga batas ng diffusion sa pamamagitan ng semi-permeable living barrier na ito.

Osmosis- sa katunayan, isang simpleng pagsasabog ng tubig mula sa mga lugar na may mas mataas na konsentrasyon ng tubig patungo sa mga lugar na may mas mababang konsentrasyon ng tubig.

Passive na transportasyon- ito ay ang paglipat ng mga sangkap mula sa mga lugar na may malaking halaga ng potensyal na electrochemical sa mga lugar na may mas mababang halaga. Ang paglipat ng mga maliliit na molekula na nalulusaw sa tubig ay isinasagawa gamit ang mga espesyal na protina ng transportasyon. Ito ay mga espesyal na transmembrane na protina, na ang bawat isa ay responsable para sa transportasyon ng ilang mga molekula o grupo ng mga kaugnay na molekula.

Madalas na kinakailangan upang matiyak na ang mga molekula ay dinadala sa buong lamad laban sa kanilang electrochemical gradient. Ang ganitong proseso ay tinatawag aktibong transportasyon at isinasagawa ng mga protina ng carrier, ang aktibidad na nangangailangan ng paggasta ng enerhiya. Kung ang isang carrier protein ay naka-link sa isang mapagkukunan ng enerhiya, isang mekanismo ay maaaring makuha na nagsisiguro sa aktibong transportasyon ng mga sangkap sa buong lamad.

II.6. Paglalapat ng pagsasabog.

Ang tao ay gumagamit ng diffusion phenomena mula pa noong sinaunang panahon. Ang pagluluto at pag-init ng bahay ay nauugnay sa prosesong ito. Nakatagpo kami ng pagsasabog sa panahon ng paggamot sa init ng mga metal (welding, paghihinang, pagputol, patong, atbp.); paglalagay ng manipis na layer ng mga metal sa ibabaw ng mga produktong metal upang mapataas ang paglaban sa kemikal, lakas, tigas ng mga bahagi at device, o para sa mga layuning pang-proteksiyon at pandekorasyon (zinc plating, chromium plating, nickel plating).

Ang natural na nasusunog na gas na ginagamit natin sa bahay para sa pagluluto ay walang kulay at walang amoy. Samakatuwid, magiging mahirap na agad na mapansin ang pagtagas ng gas. At sa kaso ng pagtagas dahil sa pagsasabog, ang gas ay kumakalat sa buong silid. Samantala, sa isang tiyak na ratio ng gas sa hangin sa isang saradong silid, ang isang halo ay nabuo na maaaring sumabog, halimbawa, mula sa isang naiilawan na tugma. Ang gas ay maaari ding maging sanhi ng pagkalason.

Upang maging kapansin-pansin ang daloy ng gas sa silid, sa mga istasyon ng pamamahagi, ang nasusunog na gas ay pre-mixed sa mga espesyal na sangkap na may matalim na hindi kasiya-siyang amoy, na madaling maramdaman ng isang tao kahit na sa isang napakababang konsentrasyon. Ang pag-iingat na ito ay nagpapahintulot sa iyo na mabilis na mapansin ang akumulasyon ng gas sa silid kung may tumagas.

Sa modernong industriya, ginagamit ang vacuum forming, isang paraan para sa paggawa ng mga produkto mula sa sheet thermoplastics. Ang produkto ng kinakailangang pagsasaayos ay nakuha dahil sa pagkakaiba ng presyon na nangyayari dahil sa rarefaction sa lukab ng amag, kung saan ang sheet ay naayos. Ginagamit ito, halimbawa, sa paggawa ng mga lalagyan, mga bahagi ng mga refrigerator, mga kaso ng instrumento. Dahil sa pagsasabog sa ganitong paraan, posible na magwelding ng isang bagay na hindi maaaring welded nang mag-isa (metal na may salamin, salamin at keramika, metal at keramika, at marami pa).

Dahil sa pagsasabog ng iba't ibang isotopes ng uranium sa pamamagitan ng mga buhaghag na lamad, nakuha ang gasolina para sa mga nuclear reactor. Minsan ang nuclear fuel ay tinatawag na nuclear fuel.

Ang pagsipsip (resorption) ng mga sangkap kapag sila ay ipinakilala sa subcutaneous tissue, sa mga kalamnan o kapag inilapat sa mauhog lamad ng mata, ilong, balat ng kanal ng tainga ay nangyayari pangunahin dahil sa pagsasabog. Ito ang batayan para sa paggamit ng maraming mga panggamot na sangkap, at ang pagsipsip sa mga kalamnan ay nangyayari nang mas mabilis kaysa sa balat.

Sinasabi ng katutubong karunungan: "mow the scythe hanggang hamog." Sabihin mo sa akin, ano ang kinalaman dito ng pagsasabog at paggapas sa umaga? Ang paliwanag ay napakasimple. Sa panahon ng hamog sa umaga, ang mga damo ay tumaas ang presyon ng turgor, bukas na stomata, nababanat na mga tangkay, na nagpapadali sa kanilang paggapas (grass mowed with closed stomata dries worse).

Sa hortikultura, kapag namumuko at naghugpong ng mga halaman sa mga seksyon, dahil sa pagsasabog, nabuo ang callus (mula sa Latin na Callus - mais) - tissue ng sugat sa anyo ng isang pag-agos sa mga site ng pinsala at nagtataguyod ng kanilang pagpapagaling, tinitiyak ang pagsasanib ng scion na may rootstock.

Ginagamit ang kalyo upang makakuha ng kultura ng mga nakahiwalay na tisyu (pagpapaliwanag). Ito ay isang paraan ng pangmatagalang pangangalaga at paglilinang sa espesyal na nutrient media ng mga selula, tisyu, maliliit na organo o mga bahagi nito na nakahiwalay sa katawan ng tao, hayop at halaman. Ito ay batay sa mga pamamaraan ng paglaki ng isang kultura ng mga microorganism na nagbibigay ng asepsis, nutrisyon, pagpapalitan ng gas at pag-alis ng mga produktong metabolic ng mga bagay na nilinang. Ang isa sa mga pakinabang ng pamamaraan ng tissue culture ay ang kakayahang obserbahan ang mahahalagang aktibidad ng mga selula gamit ang isang mikroskopyo. Para dito, ang tissue ng halaman ay lumaki sa nutrient media na naglalaman ng mga auxin at cytokinin. Ang callus ay karaniwang binubuo ng hindi maganda ang pagkakaiba-iba ng mga homogenous na selula ng pang-edukasyon na tisyu, ngunit may pagbabago sa lumalagong mga kondisyon, lalo na ang nilalaman ng phytohormones sa nutrient medium, ang pagbuo ng phloem, xylem at iba pang mga tisyu ay posible sa loob nito, pati na rin ang pag-unlad. ng iba't ibang organo at ng buong halaman.

II.7. Disenyo ng mga indibidwal na eksperimento.

Gamit ang siyentipikong panitikan, sinubukan kong ulitin ang mga eksperimento na pinakakawili-wili sa akin. Inilarawan ko ang mekanismo ng pagsasabog at ang mga resulta ng mga eksperimentong ito sa pagtatanghal sa anyo ng mga modelo ng animation.

KARANASAN 1. Kumuha ng dalawang test tube: isang kalahati ay puno ng tubig, ang isa pang kalahati ay puno ng buhangin. Ibuhos ang tubig sa isang test tube na may buhangin. Ang dami ng pinaghalong tubig at buhangin sa test tube ay mas mababa kaysa sa kabuuan ng mga volume ng tubig at buhangin.

KARANASAN 2. Punan ng kalahating tubig ang isang mahabang glass tube, at pagkatapos ay ibuhos ang kulay na alkohol sa itaas. Markahan ang kabuuang antas ng mga likido sa tubo gamit ang isang singsing na goma. Pagkatapos ng paghahalo ng tubig at alkohol, bumababa ang dami ng pinaghalong.

(Mga eksperimento 1 at 2. patunayan na may mga puwang sa pagitan ng mga particle ng bagay; sa panahon ng pagsasabog, sila ay napuno ng mga particle ng bagay - isang dayuhan.)

KARANASAN 3. Magdadala kami ng cotton wool na binasa ng ammonia sa contact na may cotton wool na binasa ng indicator ng phenolphthalein. Napansin namin ang paglamlam ng balahibo ng tupa sa kulay ng raspberry.

Ngayon ang isang cotton swab na binasa ng ammonia ay inilalagay sa ilalim ng isang sisidlan ng salamin, at binasa ng phenolphthalein. Ikinakabit namin ang takip at tinatakpan ang sisidlan ng salamin na may takip na ito. Pagkaraan ng ilang oras, ang cotton wool na binasa ng phenolphthalein ay nagsisimulang mantsang.

Bilang resulta ng pakikipag-ugnayan sa ammonia, ang phenolphthalein ay nagiging pulang-pula, na aming naobserbahan kapag ang cotton wool ay nakipag-ugnayan. Ngunit bakit, kung gayon, sa pangalawang kaso, isang koton na lana na binasa ng phenolphthalein. Ito rin ay mantsa, dahil ngayon ang balahibo ng tupa ay hindi dinala sa contact? Sagot: patuloy na magulong paggalaw ng mga particle ng bagay.

KARANASAN 4. Sa kahabaan ng dingding sa loob ng isang mataas na cylindrical na sisidlan, ibaba ang isang makitid na strip ng filter na papel na pinapagbinhi ng pinaghalong starch paste na may solusyon ng phenolphthalein indicator. Ilagay ang mga kristal ng yodo sa ilalim ng sisidlan. Isara ang sisidlan ng mahigpit na may takip, kung saan ang cotton wool na babad sa ammonia solution ay sinuspinde.

Dahil sa pakikipag-ugnayan ng yodo sa almirol, ang isang asul-lila na kulay ay tumataas sa isang strip ng papel. Kasabay nito, ang isang pulang-pula na kulay ay kumakalat pababa - patunay ng paggalaw ng mga molekula ng ammonia. Pagkaraan ng ilang minuto, magtatagpo ang mga hangganan ng mga may kulay na bahagi ng papel, at pagkatapos ay maghahalo ang mga kulay asul at pulang-pula, iyon ay, nangyayari ang pagsasabog.[ 10]

KARANASAN 5.(sabay-sabay nilang ginugugol) Kumuha ng orasan na may pangalawang kamay, tape measure, bote ng tubig sa banyo at tumayo sa iba't ibang sulok ng silid. Isinasaalang-alang ng isa ang oras at binuksan ang vial. Ang isa pang tala ang oras kung kailan niya naaamoy ang tubig sa banyo. Sa pamamagitan ng pagsukat ng distansya sa pagitan ng mga eksperimento, nakita namin ang diffusion rate. Para sa katumpakan, ang eksperimento ay inuulit ng 3-4 na beses, at ang average na halaga ng bilis ay matatagpuan. Kung ang distansya sa pagitan ng mga eksperimento ay 5 metro, kung gayon ang amoy ay nararamdaman pagkatapos ng 12 minuto. Iyon ay, ang diffusion rate sa kasong ito ay 2.4 m/min.

KARANASAN 6. DETERMINATION OF PLASMA VISCOSITY BY THE PLASMOLYSIS METHOD (ayon kay P.A. Genkel).

bilis ng advance matambok na plasmolysis sa mga selula ng halaman, kapag ginagamot sa isang hypertanic solution, ay nakasalalay sa lagkit ng cytoplasm; mas mababa ang lagkit ng cytoplasm, mas maaga ang concave plasmolysis ay nagiging convex. Ang lagkit ng cytoplasm ay nakasalalay sa antas ng pagpapakalat ng mga koloidal na particle at ang kanilang hydration, sa nilalaman ng tubig sa cell, sa edad ng mga cell, at iba pang mga kadahilanan.

Pag-unlad. Gumawa ng manipis na hiwa ng epidermis mula sa isang dahon ng aloe, o alisan ng balat ang epidermis mula sa malambot na kaliskis ng sibuyas. Ang mga inihandang seksyon ay nabahiran sa isang baso ng relo sa loob ng 10 minuto sa isang solusyon ng neutral na pula sa isang konsentrasyon ng 1:5000. Pagkatapos ang mga seksyon ng bagay ay inilalagay sa isang glass slide sa isang patak ng sucrose sa isang mababang konsentrasyon at tinatakpan ng isang cover slip. Sa ilalim ng mikroskopyo, ang estado ng plasmolysis ay nabanggit. Una, ang malukong plasmolysis ay nabanggit sa mga selula. Sa hinaharap, ang form na ito ay maaaring mapangalagaan, o, sa isang bilis o iba pa, pumasa sa isang convex form. Mahalagang tandaan ang oras ng paglipat mula sa malukong hanggang matambok na plasmolysis. Ang agwat ng oras kung saan ang concave plasmolysis ay nagiging convex ay isang tagapagpahiwatig ng antas ng lagkit ng protoplasm. Kung mas mahaba ang oras ng paglipat sa convex plasmolysis, mas malaki ang lagkit ng plasma. Ang plasmolysis sa mga selula ng sibuyas ay nagsisimula nang mas mabilis kaysa sa balat ng aloe. Nangangahulugan ito na ang cytoplasm ng mga aloe cell ay mas malapot.

KARANASAN 7. PLASMOLYSIS. DEPLASMOLYSIS. PAGTAPOS NG MGA SUBSTANS SA VACUOL [2]

Ang ilang mga organikong sangkap ay mabilis na tumagos sa vacuole. Sa mga cell, kapag sila ay pinananatili sa mga solusyon ng naturang mga sangkap, ang plasmolysis ay medyo mabilis na nawala at ang deplasmolysis ay nangyayari.

Ang deplasmolysis ay ang pagpapanumbalik ng turgor sa mga selula(ibig sabihin, ang kabaligtaran ng plasmolysis).

Pag-unlad. Ang mga seksyon ng itaas na epidermis ng pininturahan na mga kaliskis ng sibuyas (malukong bahagi) ay inilalagay sa isang drop ng 1 M na solusyon ng urea o glycerin fertilizer para sa mga halaman nang direkta sa isang glass slide, na natatakpan ng isang coverslip. Pagkatapos ng 15-30 minuto, ang mga bagay ay sinusuri sa ilalim ng mikroskopyo. Ang mga plasmolyzed na selula ay malinaw na nakikita. Iwanan ang mga seksyon sa isang patak ng solusyon para sa isa pang 30-40 minuto. Pagkatapos ay muli silang sinusuri sa ilalim ng isang mikroskopyo at ang deplasmolysis ay sinusunod - ang pagpapanumbalik ng turgor.

Konklusyon : Ang mga halaman ay hindi maaaring tumpak na makontrol ang dami ng mga kemikal na pumapasok at lumalabas sa mga cell.

III. Konklusyon.

Ang mga batas ng pagsasabog ay napapailalim sa mga proseso ng pisikal at kemikal na paggalaw ng mga elemento sa loob ng daigdig at sa Uniberso, pati na rin ang mga proseso ng mahahalagang aktibidad ng mga selula at tisyu ng mga nabubuhay na organismo. Ang pagsasabog ay gumaganap ng isang mahalagang papel sa iba't ibang larangan ng agham at teknolohiya, sa mga prosesong nagaganap sa may buhay at walang buhay na kalikasan. Ang pagsasabog ay nakakaapekto sa kurso ng maraming mga kemikal na reaksyon, pati na rin ang maraming pisikal at kemikal na mga proseso at phenomena: lamad, evaporation, condensation, crystallization, dissolution, pamamaga, combustion, catalytic, chromatographic, luminescent, electrical at optical sa semiconductors, neutron moderation sa nuclear mga reaktor atbp. Ang pagsasabog ay may malaking kahalagahan sa pagbuo ng isang double electric layer sa mga hangganan ng phase, diffusiophoresis at electrophoresis, sa mga proseso ng photographic para sa mabilis na pagkuha ng imahe, atbp. Ang pagsasabog ay nagsisilbing batayan para sa maraming karaniwang teknikal na operasyon: powder sintering, chemical-thermal treatment ng mga metal, metalisasyon at hinang ng mga materyales, pangungulti ng balat at balahibo, pagtitina ng mga hibla, gumagalaw na gas na may mga diffusion pump. Ang papel ng pagsasabog ay tumaas nang malaki dahil sa pangangailangan na lumikha ng mga materyales na may paunang natukoy na mga katangian para sa pagbuo ng mga lugar ng teknolohiya (nuclear power engineering, astronautics, radiation at plasma-chemical na proseso, atbp.). Ang pag-alam sa mga batas na namamahala sa pagsasabog ay ginagawang posible upang maiwasan ang mga hindi kanais-nais na pagbabago sa mga produkto na nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng mataas na pagkarga at temperatura, pag-iilaw, at marami pa ...

Paano ang mundo kung walang pagsasabog? Itigil ang thermal paggalaw ng mga particle - at lahat ng bagay sa paligid ay magiging patay!

Sa aking trabaho, inilaum ko ang materyal na nakolekta sa paksa ng abstract at naghanda ng isang presentasyon na ginawa sa editor ng Power Point para sa pagtatanggol nito. Ang pagtatanghal na ito, sa aking palagay, ay magagawang pag-iba-ibahin ang materyal ng aralin sa paksang ito. Ang ilan sa mga eksperimento na inilarawan sa panitikan ay inulit at bahagyang binago ko. Ang pinaka-kagiliw-giliw na mga halimbawa ng pagsasabog ay ipinakita sa mga slide ng pagtatanghal sa mga modelo ng animation.

IV. Mga Ginamit na Aklat:

1. V. F. Antonov, A. M. Chernysh, V. I. Pasechnik, et al., Biophysics.

M., Arktos-Vika-press, 1996

2. Afanasiev Yu.I., Yurina N.A., Kotovsky E.F. atbp. Histolohiya.

M. Medisina, 1999.

3. Alberts B., Bray D., Lewis J. et al. Molecular biology ng cell.

Sa 3 volume. Tomo 1. M., Mir, 1994.

4. Great Encyclopedia of Cyril and Methodius 2006

5. Varikash V.M. atbp. Physics sa wildlife. Minsk, 1984.

6. Demyankov E.N. Mga gawain sa biology. M. Vlados, 2004.

7. Nikolaev N.I. Pagsasabog sa mga lamad. M. Chemistry, 1980, p.76

8. Peryshkin A.V. Physics. 7. M. Bustard, 2004.

9. Physical Encyclopedic Dictionary, M., 1983, p. 174-175, 652, 754

10. Shablovsky V. Nakakaaliw na pisika. St. Petersburg, "trigon" 1997, p.416

11.xttp//bio. fizten/ru./

12. xttp//markiv. narod.ru/

13. "http://en.wikipedia.org/wiki/%D0%94%D0%B8%D1%84%D1%84%D1%83%D0%B7%D0%B8%D1%8F" Mga Kategorya: Phenomena sa atomic level | Thermodynamic phenomena | Maglipat ng mga kababalaghan | Pagsasabog

Panimula
1. Ang konsepto at mga pattern ng diffusion
1.1 Ang konsepto ng mga proseso ng pagsasabog …………………………………………….. 5
1.2 Mga pattern ng diffusion ……………………………………………6
2. Paggamit ng mga proseso ng pagsasabog
2.1 Pagsasabog sa pagproseso ng mga metal ……………………………………………8
2.2 Plasmolysis…………………………………………………………………… 11
2.3 Osmosis……………………………………………………………………………………11
3. Paglalapat ng diffusion sa produksyon………………………………………… 13
4. Paglalapat ng diffusion sa medisina. Apparatus "artipisyal na bato".....15
5. Paglalapat ng diffusion sa inhinyero……………………………………………………16
Konklusyon
Listahan ng ginamit na panitikan

Panimula

Ang paksa ng aking term paper ay: "Mga proseso ng pagsasabog at ang kanilang paggamit sa teknolohiya".

Ang pagsasabog ay isang pangunahing kababalaghan ng kalikasan. Pinagbabatayan nito ang mga pagbabagong-anyo ng bagay at enerhiya. Ang mga pagpapakita nito ay nagaganap sa lahat ng antas ng organisasyon ng mga natural na sistema sa ating planeta, simula sa antas ng elementarya na mga particle, atomo at molekula, at nagtatapos sa geosphere. Ito ay malawakang ginagamit sa teknolohiya, sa pang-araw-araw na buhay.
Ang kakanyahan ng pagsasabog ay ang paggalaw ng mga particle ng daluyan, na humahantong sa paglipat ng mga sangkap at ang pagkakapantay-pantay ng mga konsentrasyon o sa pagtatatag ng isang pamamahagi ng balanse ng mga particle ng isang naibigay na uri sa daluyan. Pagsasabog ng mga molekula at atomo dahil sa kanilang thermal motion. .
Ang proseso ng pagsasabog ay isa sa mga mekanismo para sa pagpapakita ng pangalawang batas ng thermodynamics, ayon sa kung saan ang anumang sistema ay may posibilidad na lumipat sa isang mas balanseng estado, iyon ay, isang matatag na estado na nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng entropy at isang minimum na enerhiya.
Ang pagsasabog ay isa sa pinakamahalagang teknolohikal na proseso sa paggawa ng lahat ng uri ng mga elektronikong aparato at microcircuits.

Ang pagsasabog ay isang pangunahing proseso na pinagbabatayan ng paggana ng mga buhay na sistema sa anumang antas ng organisasyon, mula sa antas ng elementarya na mga particle (electronic diffusion) hanggang sa biospheric level (circulation ng mga substance sa biosphere).

Ang kababalaghan ng pagsasabog ay malawakang ginagamit sa pagsasanay. Sa pang-araw-araw na buhay - paggawa ng tsaa, pag-canning ng mga gulay, paggawa ng mga jam. Sa produksyon - carburizing (... ng mga bahagi ng bakal, upang madagdagan ang kanilang katigasan at init paglaban), aluminizing at oksihenasyon proseso.

Ang layunin ng gawaing kursong ito ay upang makilala ang konsepto ng mga proseso ng pagsasabog at pagsasabog, upang pag-aralan ang paggamit nito sa produksyon, teknolohiya, gamot. Isinasaalang-alang ang mga detalye ng paksang ito at ang hanay ng mga isyu na itinaas, ginagawang posible ng istruktura ng gawain na patuloy na sagutin ang mga teoretikal na tanong sa unang bahagi, at sa pangalawa upang matutunan ang praktikal na paggamit ng mga proseso ng pagsasabog.

1. Ang konsepto at mga pattern ng diffusion

1.1 Konsepto ng mga proseso ng pagsasabog

Ang proseso ng pagtagos ng mga particle (molecule, atoms, ions) ng isang substance sa pagitan ng mga particle ng isa pang substance dahil sa magulong paggalaw ay tinatawag na diffusion. Kaya, ang pagsasabog ay ang resulta ng magulong paggalaw ng lahat ng mga particle ng bagay, ng anumang mekanikal na pagkilos.

Dahil ang mga particle ay gumagalaw sa mga gas, likido, at solido, ang pagsasabog ay posible sa mga sangkap na ito. Ang pagsasabog ay ang paglipat ng bagay dahil sa kusang pagkakahanay ng isang hindi magkakatulad na konsentrasyon ng mga atomo o molekula ng iba't ibang uri. Kung ang mga bahagi ng iba't ibang mga gas ay ipinasok sa sisidlan, pagkatapos ng ilang sandali ang lahat ng mga gas ay pantay na halo-halong: ang bilang ng mga molekula ng bawat uri sa bawat yunit ng dami ng sisidlan ay magiging pare-pareho, ang konsentrasyon ay pantay-pantay (Larawan 1)

Ang pagsasabog ay ipinaliwanag tulad ng sumusunod. Una, sa pagitan ng dalawang katawan, ang interface sa pagitan ng dalawang media ay malinaw na nakikita (Larawan 1a). Pagkatapos, dahil sa kanilang paggalaw, ang mga indibidwal na particle ng mga sangkap na matatagpuan malapit sa hangganan ay nagpapalitan ng mga lugar. Ang hangganan sa pagitan ng mga sangkap ay lumalabo (Larawan 1b). Ang pagkakaroon ng pagtagos sa pagitan ng mga particle ng isa pang sangkap, ang mga particle ng una ay nagsisimulang makipagpalitan ng mga lugar sa mga particle ng pangalawa, na nasa mas malalim na mga layer. Ang interface sa pagitan ng mga sangkap ay nagiging mas malabo. Dahil sa tuluy-tuloy at random na paggalaw ng mga particle, ang prosesong ito sa kalaunan ay humahantong sa katotohanan na ang solusyon sa sisidlan ay nagiging homogenous (Fig. 1c).

Fig.1. Paliwanag ng phenomenon ng diffusion.

Ang pagsasabog ng malalaking particle na nasuspinde sa isang gas o likido (halimbawa, mga particle ng Smoke o Suspension) ay isinasagawa dahil sa kanilang Brownian motion. Sa mga sumusunod, maliban kung iba ang sinabi, ang ibig naming sabihin ay molecular diffusion.

Ang pagsasabog ay may mahalagang papel sa kemikal na kinetika at teknolohiya. Kapag ang isang kemikal na reaksyon ay nangyari sa ibabaw ng isang katalista o isa sa mga reactant (halimbawa, pagkasunog ng karbon), ang pagsasabog ay maaaring matukoy ang rate ng supply ng iba pang mga reactant at pag-alis ng mga produkto ng reaksyon, iyon ay, maaari itong maging isang pagtukoy (paglilimita sa ) proseso. Para sa pagsingaw at paghalay, paglusaw ng mga kristal at pagkikristal, ang pagsasabog ay karaniwang nagiging mapagpasyahan. Ang proseso ng pagsasabog ng mga gas sa pamamagitan ng mga porous na partisyon o sa isang steam jet ay ginagamit para sa paghihiwalay ng isotope. Ang pagsasabog ay sumasailalim sa maraming teknolohikal na proseso - adsorption, sementasyon, atbp. Ang diffusion welding, diffusion metallization ay malawakang ginagamit.

Sa mga likidong solusyon, ang pagsasabog ng mga solvent na molekula sa pamamagitan ng mga semi-permeable na partisyon (mga lamad) ay humahantong sa hitsura ng osmotic pressure, na ginagamit sa physicochemical na paraan ng paghihiwalay ng mga sangkap.

1.2 Mga pattern ng diffusion

Ang pagkakaiba sa konsentrasyon ay ang puwersang nagtutulak ng pagsasabog. Kung ang konsentrasyon ay pareho sa lahat ng dako, walang nagkakalat na paglipat ng bagay. Ang pagkakapantay-pantay ng konsentrasyon bilang isang resulta ng pagsasabog ay nangyayari lamang sa kawalan ng mga panlabas na puwersa. Kung mayroong pagkakaiba sa konsentrasyon kasama ng pagkakaiba sa temperatura, sa isang electric field o sa ilalim ng mga kondisyon kung saan ang gravity ay makabuluhan (na may malaking pagkakaiba sa taas), hindi kinakailangan ang pantay na konsentrasyon. Ang isang halimbawa ay ang pagbaba sa density ng hangin na may taas.

Bumaling tayo sa karanasan. Dalawang baso ang puno ng tubig, ngunit ang isa ay malamig at ang isa ay mainit. Isawsaw ang mga bag ng tsaa sa mga baso nang sabay. Madaling makita na sa mainit na tubig, kulay ng tsaa ang tubig nang mas mabilis, ang pagsasabog ay nagpapatuloy nang mas mabilis. Ang diffusion rate ay tumataas sa pagtaas ng temperatura, dahil ang mga molekula ng mga nakikipag-ugnayang katawan ay nagsisimulang gumalaw nang mas mabilis.

Ang pagsasabog ay nangyayari nang pinakamabilis sa mga gas, mas mabagal sa mga likido, at kahit na mas mabagal sa mga solido, na dahil sa likas na katangian ng thermal motion ng mga particle sa media na ito. Ang trajectory ng bawat gas particle ay isang putol na linya, dahil Kapag nagbanggaan ang mga particle, nagbabago ang direksyon at bilis ng kanilang paggalaw. Ang kaguluhan ng paggalaw ay humahantong sa katotohanan na ang bawat butil ay unti-unting lumalayo sa lugar kung saan ito naroroon, at ang pag-aalis nito sa isang tuwid na linya ay mas mababa kaysa sa landas na nilakbay sa isang putol na linya. Samakatuwid, ang diffusion penetration ay mas mabagal kaysa sa libreng paggalaw (ang rate ng diffusion propagation ng mga amoy, halimbawa, ay mas mababa kaysa sa bilis ng mga molekula). Sa mga likido, alinsunod sa likas na katangian ng thermal motion ng mga molekula, ang pagsasabog ay isinasagawa sa pamamagitan ng pagtalon ng mga molekula mula sa isang pansamantalang posisyon ng balanse patungo sa isa pa. Ang bawat pagtalon ay nangyayari kapag ang enerhiya ay ibinibigay sa molekula na sapat upang masira ang mga bono nito sa mga kalapit na molekula at lumipat sa kapaligiran ng iba pang mga molekula (sa isang bagong posisyon na masigasig na kanais-nais). Sa karaniwan, ang pagtalon ay hindi lalampas sa intermolecular na distansya. Ang diffusion motion ng mga particle sa isang likido ay maaaring ituring bilang motion na may friction. Ang diffusion coefficient sa isang likido ay tumataas sa temperatura, na dahil sa "pagluwag" ng istraktura ng likido sa panahon ng pag-init at ang kaukulang pagtaas sa bilang ng mga jumps bawat yunit ng oras.

Sa isang solidong katawan, maraming mga mekanismo ang maaaring gumana: pagpapalitan ng mga lugar ng mga atomo na may mga bakante (walang tao na mga node ng kristal na sala-sala), paggalaw ng mga atom sa mga interstice, sabay-sabay na cyclic na paggalaw ng ilang mga atomo, direktang pagpapalitan ng mga lugar ng dalawang kalapit na mga atomo, atbp. Ang unang mekanismo ay nananaig, halimbawa, sa pagbuo ng mga substitutional solid solution, ang pangalawa - interstitial solid solution. Ang pagtaas sa bilang ng mga depekto (pangunahin ang mga bakante) ay nagpapadali sa paggalaw ng mga atomo sa isang solid, diffusion, at humahantong sa pagtaas ng diffusion coefficient. Ang diffusion coefficient sa solids ay nailalarawan sa pamamagitan ng isang matalim (exponential) na pag-asa sa temperatura. Kaya, ang coefficient ng diffusion ng zinc sa tanso ay tumataas ng isang factor ng 1014 habang ang temperatura ay tumataas mula 20 hanggang 300°C.

Ang lahat ng mga eksperimentong pamamaraan para sa pagtukoy ng diffusion coefficient ay naglalaman ng dalawang pangunahing punto: pagdadala ng mga nagkakalat na sangkap sa pakikipag-ugnay at pagsusuri sa komposisyon ng mga sangkap na binago ng pagsasabog. Ang komposisyon (konsentrasyon ng diffused substance) ay tinutukoy ng chemically, optically (sa pamamagitan ng pagbabago ng refractive index o absorption ng liwanag), mass spectroscopically, sa pamamagitan ng paraan ng mga may label na atom, atbp.

2. Paggamit ng mga proseso ng pagsasabog

2.1 Pagsasabog sa pagproseso ng metal

Ang diffusion metallization ay ang proseso ng diffusion saturation ng ibabaw ng mga produkto na may mga metal o metalloids. Ang diffusion saturation ay isinasagawa sa isang pinaghalong pulbos, gas na daluyan o tinunaw na metal (kung ang metal ay may mababang punto ng pagkatunaw).

Boriding - pagsasabog ng saturation ng ibabaw ng mga metal at haluang metal na may boron upang madagdagan ang katigasan, paglaban sa kaagnasan, paglaban sa pagsusuot ay isinasagawa sa pamamagitan ng electrolysis sa tinunaw na boron salt. Ang boriding ay nagbibigay ng partikular na mataas na katigasan sa ibabaw, wear resistance, pinatataas ang corrosion resistance at heat resistance. Ang mga boron steel ay may mataas na resistensya sa kaagnasan sa mga may tubig na solusyon ng hydrochloric, sulfuric at phosphoric acid. Ginagamit ang boriding para sa mga bahagi ng cast iron at steel na tumatakbo sa ilalim ng mga kondisyon ng friction sa isang agresibong kapaligiran (sa chemical engineering).

Ang aluminizing ay isang proseso ng pagsasabog ng saturation ng ibabaw na layer na may aluminyo, na isinasagawa sa mga pinaghalong pulbos ng aluminyo o sa tinunaw na aluminyo. Ang layunin ay upang makakuha ng mataas na init na pagtutol ng ibabaw ng mga bahagi ng bakal. Ang aluminizing ay isinasagawa sa solid at likidong media.

Siliconization - ang pagsasabog ng saturation na may silikon ay isinasagawa sa isang puno ng gas na kapaligiran. Ang silicon-saturated na layer ng bahagi ng bakal ay hindi masyadong mataas ang katigasan, ngunit mataas na paglaban sa kaagnasan at nadagdagan ang resistensya ng pagsusuot sa tubig dagat, nitric acid, hydrochloric acid sa sulfuric acid. Ginagamit ang mga silikon na bahagi sa industriya ng kemikal, pulp at papel at langis. Upang mapataas ang paglaban sa init, ginagamit ang siliconizing para sa mga produktong gawa sa mga haluang metal batay sa molibdenum at tungsten, na may mataas na paglaban sa init.

Ang mga proseso ng pagsasabog sa mga metal ay may mahalagang papel. Kung ang dalawang metal ay malapit na magkadikit sa pamamagitan ng isang sinag ng pagtitiwalag o pagpindot ng pulbos ng isang metal sa isa pa at napapailalim sa sapat na mataas na temperatura, kung gayon ang bawat isa sa dalawang metal na ito ay magkakalat sa isa pa. Kung ang isa sa mga metal ay likido, pagkatapos ito ay sabay-sabay na nagkakalat sa solid at natutunaw ito.

Kung magpapatuloy tayo mula sa mga purong metal, kung gayon ang isang buong gamut ng mga phase ng parehong mga metal ay nabuo sa intermediate layer, kadalasang hiwalay mula sa pinaghalong mga phase ng hangganan. Ang pagkakaiba sa mga konsentrasyon sa mga indibidwal na layer ay ibang-iba; ang diffusion rate samakatuwid ay lubos na nakadepende sa istraktura ng sala-sala. Sa kaso ng isang tuluy-tuloy na serye ng mga solidong solusyon, ang rate ng pagsasabog ay nakasalalay din sa komposisyon ng bulk; kaya, ang pagsasabog ng tanso sa nikel na may mataas na punto ng pagkatunaw ay mas mabagal kaysa sa pagsasabog ng nikel sa tanso. Sa parehong metal, nagkakalat ang iba pang mga metal, gaya ng ipinakita ng mga eksperimento nina Gevez at Septs na may lead, na may mas mataas na bilis, mas malayo sila sa kanilang mga grupo sa periodic system mula sa isa't isa (mas malayo sila sa kanilang valency). Sa pamamagitan ng paggamit ng radioactive isotope ng lead, maaari din itong maitatag na ang mga homogenous na atomo ay nagpapalitan ng mga lugar lalo na mabagal. Ang katotohanan ng autodiffusion na ito ay malinaw na nagpapahiwatig ng paggalaw ng mga atomo ng metal sa mataas na temperatura, kung saan nakabatay din ang pagkikristal at paglaki ng kristal.