가정 실험의 확산. 확산
수증기는 물이 다른 온도에서 끓고 증발할 때 발생합니다. 물을 기체 상태로 변환하려면 약 600kcal/kg의 열이 환경으로부터 흡수됩니다. 공기 중의 수증기는 눈에 띄지 않습니다(“수증기 구름”은 공기 중에 떠 있는 물방울을 말합니다).
공기 중에는 일정량의 수증기만 있을 수 있습니다. 공기가 따뜻할수록 수증기 함량은 더 커집니다. 공기 중 증기의 비율은 실제로 공기의 상대습도에 의해 결정됩니다. 공기 온도가 감소하고 수증기 함량이 변하지 않으면 상대 습도가 증가합니다.
예:공기 중 수증기 함량은 125.2kg/m2입니다.
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이 예에서 공기 온도를 계속 낮추면 수증기가 액체로 응결됩니다. 상대습도가 100%에 도달하는 온도를 공기와 수증기의 혼합물의 이슬점이라고 합니다.
1atm의 대기압은 10,000kg/m2와 같습니다. 공기와 수증기의 혼합물에서 압력의 일부는 수증기에 의해 발생합니다. 이러한 지표를 사용하여 공기 중 수증기 함량을 특성화하는 것이 좋습니다. 이 경우 확산 가능성이 더 명확하기 때문입니다(물 0.06g/공기 1kg = 1kg/m2). 따라서 수증기압의 차이(그림 3)는 공기 혼합물의 동일한 전체 압력에서 수증기 분자의 함량이 다르기만 반영합니다. 이와 대조적으로 증기 보일러(그림 4)에서와 같이 절대 압력 차이는 예를 들어 지붕 카펫의 기포에서 발생합니다.
다양한 수증기압은 구조 요소와 해당 층을 통한 확산을 통해 균등화될 수 있습니다. 확산 저항은 계수로 특징 지어집니다. μd(cm, m). 에어 갭을 고려하면 확산 저항 계수가 표에서 결정됩니다. "건축자재의 열저항 및 확산저항계수."
건물 구조물 내부로 확산되면 압력이 낮은 영역이 나타납니다. 구조의 온도 분포와 유사하게 압력은 전체 확산 저항 계수에서 차지하는 비율에 따라 개별 층에 분포됩니다. 작은 두께(외부 0.5, 내부 2cm)의 에어 갭은 무시할 수 있습니다.
예.
| 내부 20°/50% = N 9kg/m2; 외부 15°/80% = 14kg/m2. 벽 두께 24cm: μd= 4.5 x 24 = 108cm 내부 석고: 1.5cm: μd= 6 x 15 = 6cm | 차이 119 - 14 = 105kg/m294.7% x 105 = 9.95kg/m2 5.3% x 105 = 5.5kg/m2 |
| 114cm | 100% |
확산의 예.
건물 구조물의 파괴를 방지하려면 건물 내 수분 응결을 방지해야 합니다. 실제 수증기 함량이 온도에 해당하는 양을 초과할 위험이 있는 경우 응축이 발생합니다. 그림의 예에서. 5 -10 경계 공기층이 있는 설계는 단열재에 비례하는 규모로 표시됩니다. 선형 온도 변화 옆의 곡선은 가능한 최대 수증기압을 보여줍니다.
손상을 방지하려면 다음 사항을 고려하는 것이 중요합니다. 충분한 단열. 예(그림 5)는 응축이 없는 단일 레이어 디자인을 보여줍니다. 예시(Fig. 6)에서는 경계공기층의 비율이 너무 크기 때문에 구조물 내부에 결로가 발생한다. 경계 공기층은 열 전달 저항 1/k에서 특정 값 x를 초과해서는 안 됩니다(표 2).
레이어의 올바른 배열. 확산 곡선은 내부에서 가능한 한 가파른 경사를 가져야 하며 외부에서는 평평해야 합니다(그림 7). 그렇지 않으면 응축이 발생합니다(그림 8). 기울기는 μd 계수로 특징 지어집니다. 내부, 확산에 대한 높은 저항 계수, 우수한 열 전도성 = 높은 μd 계수; 외부적으로 낮은 확산 저항 계수, 열악한 열전도율 = 낮은 계수 μd;
수증기 장벽의 정확한 위치. 수증기 장벽이 외부에 있으면 그곳에서 수증기압이 떨어지고 결과적으로 응축이 발생합니다 (그림 9).
이를 방지하려면 증기 차단층이 내부에 위치해야 하며 그 앞의 층은 총 열 전달 저항 1/k의 값 x를 초과해서는 안 됩니다(표 2).
표 1. 공기 중 수증기압
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표 2. 수증기 장벽 전 경계 공기층의 최대 비율(x)
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| 1. 서로 다른 상대 습도에서 공기 중의 수증기 함량. 2. 건물 구조의 온도 분포에 따라 구조를 통해 확산되는 공기 중 수증기의 최대 함량 곡선, 즉 포화 압력 곡선이 있습니다. |
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3. 건물 구조 양쪽의 증기압의 상대적인 차이. 4. 건물 구조 양쪽의 증기압의 절대적인 차이. |
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5. 수증기압은 가능한 최대치 이하로 유지되며 응축이 없습니다. 6. 단열 부족으로 경계공기층이 너무 큼: 구조물 및 내부에 결로 발생: X는 경계공기층의 최대 허용 두께입니다. |
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7. 레이어 배열을 특성화하는 계수: 바깥쪽으로 갈수록 곡선의 가파른 정도가 감소합니다. 8. 레이어의 잘못된 배열: 곡선의 계수와 경사도가 외부로 갈수록 증가하여 구조 내부에 응결이 발생합니다. |
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9. 차가운 쪽의 증기 장벽: 구조물 내부의 응축. 10. 따뜻한 면의 추가 증기 장벽은 응결 형성을 방지합니다. X = 증기 장벽 내부의 최대 단열재입니다. |
에른스트 노이퍼트. “구조 설계” / Ernst Neufert “BAUENTWURFSLEHRE”
액체가 응집의 중간 상태라는 사실부터 시작하겠습니다. 임계 끓는점에서는 기체와 유사하고, 저온에서는 고체와 유사한 특성을 나타냅니다. 액체에는 평형 열역학적 특성, 어는점, 점도, 확산, 열전도도, 표면 장력, 엔트로피 및 엔탈피에 대한 설명이 상당히 복잡해지는 이상적인 모델이 없습니다.
정의
확산이란 무엇입니까? 이는 매체 입자의 확산, 분포, 이동으로, 물질의 이동과 평형 농도의 설정으로 이어집니다. 외부 영향이 없을 때 이 과정은 입자의 열 이동에 의해 결정됩니다. 이 경우 확산 과정은 농도와 정비례 관계에 있습니다. 확산 흐름도 비슷하게 변경됩니다.
품종
온도가 변할 때 액체 내에서 확산이 일어나는 것을 열확산이라고 하고, 전기장에서 일어나는 것을 전기확산이라고 합니다.
액체나 기체에서 큰 입자의 이동 과정은 브라운 운동 법칙에 따라 발생합니다.
코스의 특징
가스, 액체 및 고체의 확산은 다양한 속도로 발생합니다. 다양한 매체에서 입자의 열 이동 특성이 다르기 때문에 공정은 가스에서 최대 속도를 가지며 고체에서 최소 속도를 갖습니다.
입자의 궤적은 방향과 속도가 주기적으로 변하기 때문에 파선입니다. 운동 장애로 인해 입자가 원래 위치에서 점진적으로 제거되는 것이 관찰됩니다. 직선을 따른 변위는 깨진 궤적을 따라 발생하는 경로보다 훨씬 짧습니다.
픽의 법칙
액체에서의 확산은 두 가지 Fick 법칙을 따릅니다.
- 확산 유속 밀도는 확산 계수를 갖는 농도에 정비례합니다.
- 확산 자속 밀도의 변화율은 농도 변화율에 정비례하고 반대 방향을 갖습니다.
액체에서의 확산은 분자가 한 평형 위치에서 다른 평형 위치로 점프하는 것이 특징입니다. 이러한 각 점프는 다른 입자와의 결합을 끊기에 충분한 양의 에너지를 분자에 전달하는 경우 관찰됩니다. 점프는 분자 사이의 거리를 초과하지 않습니다.
액체에서의 확산이 무엇인지 논의할 때 우리는 그 과정이 온도에 따라 다르다는 점에 주목합니다. 증가하면 액체의 구조가 "느슨해지며" 단위 시간당 점프 횟수가 급격히 증가합니다.
기체, 액체 및 고체의 확산에는 몇 가지 독특한 특성이 있습니다. 예를 들어, 고체의 메커니즘은 결정 격자 내 원자의 움직임과 관련이 있습니다.
현상의 특징
액체에서의 확산은 초기에 불균일한 매질에서 물질 농도의 균등화를 동반한다는 사실 때문에 실제적인 관심을 끌고 있습니다. 농도가 높은 영역에서는 훨씬 더 많은 입자가 제거됩니다.
실험
액체를 이용한 실험에서는 화학 동역학에서 확산이 특히 중요하다는 사실이 밝혀졌습니다. 반응물이나 촉매가 표면에 흐르기 때문에 이 공정은 반응 생성물의 제거 속도와 시작 시약의 추가 속도를 결정하는 데 도움이 됩니다.
액체에서의 확산을 설명하는 것은 무엇입니까? 용매 분자는 반투명 막을 통과하여 삼투압을 일으킬 수 있습니다. 이 현상은 물질을 분리하기 위한 화학적, 물리적 방법에 적용됩니다.
생물학적 시스템
이 경우 공기 산소가 폐로 유입되는 예, 장에서 혈액으로의 소화 생성물 흡수, 뿌리털에 의한 미네랄 성분 흡수 등의 예를 사용하여 확산 모델을 고려할 수 있습니다. 이온 확산은 근육과 신경 세포에 의한 생체 전기 자극이 생성되는 동안 발생합니다.
신체 세포의 특정 원소 축적 선택성에 영향을 미치는 물리적 요인은 세포막을 통한 이온 침투 속도의 차이입니다. 이 과정은 확산계수를 막 투과도 지시자로 대체하고, 농도 구배 대신 막 양쪽의 값의 차이를 이용하여 Fick의 법칙으로 표현할 수 있습니다. 물과 가스가 세포 내로 확산 침투하면 세포 외부와 내부의 삼투압 지표가 변경됩니다.
확산이 무엇에 의존하는지 분석하면 이 프로세스에는 여러 유형이 있음을 알 수 있습니다. 단순한 형태는 이온과 분자가 전기화학적 전위 구배를 향해 자유롭게 이동하는 것과 관련이 있습니다. 예를 들어, 이 옵션은 메틸 알코올, 물과 같이 분자 크기가 작은 물질에 적합합니다.
제한된 변형은 물질의 약한 전달을 가정합니다. 예를 들어, 작은 크기의 입자라도 세포 안으로 침투할 수 없습니다.
역사의 페이지
확산은 고대 그리스 문화의 전성기에 발견되었습니다. Democritus와 Anaxogoras는 모든 물질이 원자로 구성되어 있다고 확신했습니다. 그들은 개별 원자 사이의 연결을 통해 자연에서 흔히 볼 수 있는 다양한 물질을 설명했습니다. 그들은 이 입자들이 혼합되어 새로운 물질을 형성할 수 있다고 가정했습니다. 확산 메커니즘을 설명하는 분자 운동 이론의 창시자 중 미하일 로모노소프(Mikhail Lomonosov)는 특별한 역할을 했습니다. 그들은 분자, 원자를 정의하고 용해 메커니즘을 설명했습니다.
실험
설탕 실험을 통해 우리는 확산의 모든 특징을 이해할 수 있습니다. 아이스티에 설탕 덩어리를 넣으면 컵 바닥에 점차 걸쭉한 시럽이 형성됩니다. 육안으로 볼 수 있습니다. 일정 시간이 지나면 시럽이 액체 전체에 고르게 분포되어 더 이상 보이지 않게 됩니다. 이 과정은 자발적으로 발생하며 용액 구성 요소의 혼합을 포함하지 않습니다. 마찬가지로 향수의 향기가 방 전체에 퍼집니다.
위의 실험은 확산이 한 물질의 분자가 다른 물질로 자발적으로 침투하는 과정임을 나타냅니다. 중력이 있음에도 불구하고 물질은 모든 방향으로 퍼집니다. 이러한 과정은 물질 분자의 지속적인 움직임을 직접 확인하는 것입니다.
따라서 위의 예에서는 설탕과 물 분자의 확산이 발생하며 이는 액체 전체 부피에 걸쳐 유기물 분자의 균일한 분포를 수반합니다.
실험을 통해 액체뿐만 아니라 기체 물질에서도 확산을 감지할 수 있습니다. 예를 들어, 저울에 에테르 증기가 담긴 용기를 설치할 수 있습니다. 점차적으로 컵의 균형이 맞춰지고 에테르가 함유된 유리는 더 무거워집니다. 이 현상의 이유는 무엇입니까?
시간이 지남에 따라 에테르 분자가 공기 입자와 혼합되고 방에서 특정 냄새가 느껴지기 시작합니다. 고등학교 물리학 과정에서 교사가 물 한 알을 물에 녹이는 실험을 검토합니다. 처음에는 곡물의 명확한 이동 궤적이 보이지만 점차적으로 전체 솔루션이 균일한 색조를 얻습니다. 실험을 바탕으로 교사는 확산의 특징을 설명합니다.
액체의 공정 속도에 영향을 미치는 요인을 식별하기 위해 다양한 온도의 물을 사용할 수 있습니다. 뜨거운 액체에서는 분자의 상호 혼합 과정이 훨씬 빠르게 관찰되므로 온도 값과 확산 속도 사이에 직접적인 관계가 있습니다.
결론
기체와 액체를 대상으로 수행된 실험을 통해 우리는 물리 법칙을 공식화하고 개별 수량 간의 관계를 확립할 수 있습니다.
실험의 결과로 한 물질의 입자가 다른 물질로 상호 침투하는 메커니즘이 확립되고 운동의 혼란스러운 성격이 입증되었습니다. 확산은 기체 물질에서 가장 빠르게 일어난다는 것이 실험적으로 밝혀졌습니다. 이 과정은 야생동물에게 매우 중요하며 과학과 기술에 사용됩니다.
이러한 현상 덕분에 지구 대기의 균질한 구성이 유지됩니다. 그렇지 않으면 대류권은 별도의 기체 물질로 층화되고 호흡에 부적합한 무거운 이산화탄소는 지구 표면에 가장 가깝습니다. 이것이 무엇으로 이어질까요? 야생동물은 더 이상 존재하지 않게 될 것입니다.
확산의 역할은 식물계에서도 크다. 나무의 무성한 캐노피는 잎 표면을 통한 확산 교환으로 설명할 수 있습니다. 결과적으로 호흡뿐만 아니라 나무의 영양도 발생합니다. 현재 농업에서는 크라운에 특수 화합물을 뿌리는 관목과 나무의 잎 먹이가 사용됩니다.
식물이 토양으로부터 영양분을 받는 것은 확산을 통해서입니다. 살아있는 유기체에서 발생하는 생리학적 과정도 이 현상과 관련이 있습니다. 예를 들어, 확산 없이는 염분 균형이 불가능합니다. 이러한 과정은 호수와 강에 산소를 공급하는 데 큰 역할을 합니다. 가스는 확산을 통해 정확하게 저장소 깊이로 들어갑니다. 그러한 과정이 없다면 저수지 내부의 생명체는 더 이상 존재하지 않을 것입니다.
다양한 질병의 병원체로부터 자신을 보호하고 웰빙을 향상시키는 약을 복용하는 것도 확산에 기초합니다. 이 현상은 금속 용접, 비트 칩에서 설탕즙 얻기, 제과 제품 제조에 사용됩니다. 확산이 사용되지 않는 현대 산업 분야를 찾는 것은 어렵습니다.
삼투는 낮은 농도에서 높은 농도로 두 용액을 분리하는 반투막을 통해 물이 확산되는 현상입니다.[...]
세 번째 기간이 시작되면 일반적으로 물의 확산이 별 어려움 없이 발생합니다. 그러나 목재가 건조됨에 따라 확산 속도가 너무 감소하여 목재 표면에 건조층이 형성됩니다. 따라서 세 번째 기간의 건조율이 좌우되는 주요 조건은 건조된 목재 내부의 물 확산입니다. 확산 값에 비해 가스막의 지연 역할은 이제 중요하지 않게 됩니다. 마찬가지로 냉각수 속도와 수증기 부분압은 공정에 미미한 영향을 미칩니다.[...]
질병의 성격. 이 질병은 신체의 수분이 장관으로 확산되는 것과 관련이 있습니다. 이 확산되는 물의 양은 엄청나기 때문에 (약 30 l/일) 구토와 묽은 변의 형태로 지속적으로 배설됩니다. 결과적으로 신체의 탈수가 발생하고 산화 과정의 강도가 급격히 감소하며 조직은 불완전 연소 및 이산화탄소 생성물로 포화됩니다. 잠복기는 약 3일이다.[...]
삼투압은 막을 통한 물의 확산(낮은 농도의 용액에서 높은 용액으로)으로 인해 발생하는 압력입니다.[...]
이동성 단량체 물 분자의 상대적인 수의 증가와 수소 이온과 관련된 수산기 이온의 활성은 명백히 물 확산을 가속화하여 식물과 동물 유기체의 생명에 매우 중요한 삼투 과정에 영향을 미칩니다. .[...]
다른 논문에서 연구자들은 양이온 교환기의 설포 그룹 음이온이 세 개의 물 분자를 결합한다고 결론지었습니다. 결과의 차이는 이온교환수지 내 이온화된 기의 수화량을 평가하는 방법의 차이에 따라 크게 좌우되는 것으로 보인다. 어쨌든, H+ 형태의 술폰산 양이온 교환기는 염 형태보다 더 강하게 팽창하는 반면, 실제로 H 형태에서는 이온화되지 않는 약산성 양이온 교환기는 염 형태에서 주로 팽창한다는 것이 아주 정확하게 확립되었습니다. 같은 이유로 약염기성 음이온 교환체는 OH 형태보다 염 형태에서 훨씬 더 강하게 팽창합니다. 희석 용액의 외부 용액과 이온 교환 입자의 삼투 평형을 설정할 때 물 확산을 향한 전해질의 비이온 교환 이동은 이온 교환 필터의 물 탈염 또는 재생 중 이온 교환 수지의 거동에 큰 영향을 미치지 않습니다. 재생 용액에서 산과 알칼리의 농도가 증가함에 따라 이러한 전해질의 비이온 교환 전달은 무시할 수 없을 만큼 중요하다는 것이 밝혀졌습니다.[...]
일부 수화물에는 무질서와 관련되지 않은 고리 또는 공극 확산 메커니즘만 있다는 것이 잘 알려져 있습니다. 이 경우 일반적으로 고온에서만 확산이 관찰됩니다. 이 결정에는 물 분자가 마치 얼음 구조를 깎아 만든 것처럼 6개의 지그재그 고리 모양으로 배열되어 있습니다. 모든 고리의 축은 서로 평행하며, H-II 방향은 고리의 축과 47°의 각도를 이룹니다. 여기에서 쌍극자 상호 작용의 평균화 규칙에 따라 이 상호 작용의 평균 상수(9kHz)를 찾을 수 있습니다. 측정 결과, dNoptase에서는 +120°C 이상의 온도에서만 확산이 관찰되고, 특성 주파수는 정확히 9kHz인 것으로 나타났습니다. 또 다른 수화된 규산염인 아포필라이트의 경우 확산은 170°C에서 시작되며, 계산과 실험에 따르면 -6.5kHz의 주파수 특성으로 거의 동일한 값이 나타납니다. Patrolite에서 +150°C의 물 확산은 이 결정에서 H-H 벡터와 대칭 축 사이의 각도가 마법의 각도와 거의 동일하다는 사실로 인해 예상 값과 완전히 일치하여 쌍극자-쌍극자 상호 작용을 0으로 평균화합니다. .[...]
Champetier와 Bonnet은 면이 산을 선택적으로 흡수한다고 주장했습니다. Kazbekar와 Nil은 산에 비해 물이 필름으로 더 빠르게 확산되기 때문에 산성 용액에서 팽윤할 때 셀로판이 물을 선택적으로 흡수한다는 사실을 발견했습니다. 물과 산의 선택적 흡수에 대한 자세한 연구는 수행되지 않았습니다.[...]
멤브레인(라틴어 멤브레인 - 멤브레인) - 일반적으로 윤곽선을 따라 고정되는 얇은 필름 또는 판입니다. 삼투 (그리스어 삼투 - 밀기, 압력에서 유래) - 순수한 물 또는 낮은 농도의 용액에서 용액을 분리하는 반투과성 칸막이 (막)를 통한 물의 일방향 확산. 한외 여과 (라틴어 초 - 위, 너머) - 0.1 - 0.8 MPa의 압력 하에서 특수 장치에서 반투막을 사용하여 용액과 콜로이드 시스템을 분리합니다. [...]
200-250K 이상의 온도에서 넓은 기공의 제올라이트의 NMR 스펙트럼은 급격히 좁아지고(수백 배) 결정 내에서 물이 확산되는 구조 특성을 얻습니다. 이 경우 두 가지 사실이 중요합니다. 첫째, 좁아진 스펙트럼의 폭은 탈수 온도(200~300°C 이상)까지 일정하게 유지됩니다. 이는 모든 온도에서 분자가 결정 구조에 의해 엄격하게 지정된 동일한 확산 경로를 따라 이동한다는 것을 의미하며, 이는 결정질 수화물에서와 정확히 동일합니다. 둘째, 저온 이동성에도 불구하고 매우 높은 탈수 온도가 유지됩니다. 이 특징은 100°C를 훨씬 넘는 온도에서 탈수나 용융이 거의 발생하지 않는 결정성 수화물과 제올라이트를 뚜렷하게 구별합니다. 제올라이트의 고온 수화 상태의 특성은 제올라이트 물의 "2상" 구조가 발견된 후에야 명확해졌습니다. 제올라이트 채널에서 물 분자의 확산은 이들 분자 중 일부가 제올라이트 채널에 단단히 결합되는 것을 방지하지 못하는 것으로 나타났습니다. 예를 들어, 모데나이트에서는 -100°C에서 NMR 스펙트럼의 확산이 좁아짐에도 불구하고 +100°C에서도 약 10%의 단단하게 결합된 물이 남아 있습니다(완전한 탈수는 450°C에서만 발생함). 플러그처럼 단단히 결합된 분자는 제올라이트 채널을 차단하여 분자 확산 경로를 차단한다고 가정했습니다. 여기에서 채널의 폐쇄된 공간에 제올라이트 물의 등방성 모델을 제시하는 것은 자연스러운 일입니다. 가열하면 채널 내부의 압력이 증가하고 압력과 함께 제올라이트 물의 "녹는" 온도도 증가합니다. 위의 내용에 따라 수화된 제올라이트에서 물의 확산은 등방성(밀폐된 부피 내) 용융으로 간주될 수 있습니다. 또한 채널 부피를 차단하는 "플러그"의 효과는 제올라이트 채널의 특정 영역에서 더 강한 물-물 결합의 존재로 인한 집합적 특성과 연관되어 있다는 것도 분명합니다.[...]
경험과의 비교는 이러한 기대를 확인하기도 하고 확인하지도 않습니다. 그러나 어떤 이유로 염화물 수화물과 칼슘, 스트론튬 및 바륨의 브롬화물은 패턴에서 벗어나며, 모든 것에도 불구하고 물의 확산은 녹을 때까지 감지되지 않습니다.[...]
독성이 있고 값비싼 납 및 크롬 기반 안료를 대체하기 위해 부식 방지 안료와 함께 프라이머에 칼슘 및 아연 페라이트를 사용할 가능성이 연구되었습니다. 칼슘 및 아연 페라이트를 함유한 프라이머는 산화철로 착색된 코팅보다 물과 산소 확산에 대한 더 큰 장벽을 제공합니다. 알키드 페인트에서는 칼슘 페라이트가 더 효과적입니다. 프라이머의 불활성 색소와 칼슘 페라이트의 비율은 60:40입니다. 염소계 고무 페인트에서는 아연 페라이트가 더 효과적이며 불활성 안료와 아연 페라이트의 비율은 80:20-70:30입니다. 칼슘 및 아연 페라이트의 보호 효과는 기존 부식 방지 안료의 보호 효과보다 약한 것으로 나타났습니다.[...]
또 다른 이론은 살아있는 유기체의 중독 메커니즘을 더 잘 설명합니다. 이에 따라 수은 및 구리 이온이 호흡기 또는 소화 기관에 들어가서 중독이 발생하고 그 결과 이러한 기관의 단백질이 응고되고 유기체가 죽습니다. 이 이론에 따르면 산화수은과 산화제1구리의 보호 효과는 다음과 같이 설명됩니다. 바닷물이 도막으로 확산되면서 산화수은과 산화제1구리가 바닷물에 함유된 NaCl에 노출됩니다. 이러한 영향의 결과로 위에 표시된 대로 복합 조성 6MaCl13HCHCuCl2의 염이 형성됩니다. 수은과 구리 이온을 함유한 이 염 용액은 물의 확산과 반대 방향으로 천천히 확산되어 선박 바로 근처에 해양 동물군 대표자에게 독성이 있는 구역을 만듭니다. 이 구역은 위에서 언급한 것처럼 독성이 됩니다. , 물과 구리에 수은 이온 함량이 적더라도 마찬가지입니다. 산화수은과 산화제1구리의 이러한 작용 메커니즘으로 인해 수은과 구리 이온에 중독된 구역에 들어가는 가장 단순한 동물 유기체는 모두 죽고 개별 표본만 우연히 선박에 접근할 수 있습니다. 지속적인 오염은 수은과 구리의 페인트 외부 층이 상당히 고갈된 후에만 시작될 수 있습니다. 실제로, 용기 오염 과정의 이러한 과정이 관찰됩니다. 오염은 개별 연체 동물 표본의 정착으로 시작되고 기존 페인트를 사용할 때보다 훨씬 덜 강렬한 지속적인 오염은 페인팅의 경우보다 훨씬 늦게 시작됩니다. 일반 유성 페인트를 칠한 용기.
물리학은 가장 흥미롭고 신비로우며 동시에 논리적인 과학 중 하나입니다. 그녀는 차가 달게 변하고, 수프가 짜게 변하는 것까지 설명할 수 있는 모든 것을 설명한다. 진정한 물리학자는 다르게 말할 것입니다. 이것이 액체에서 확산이 일어나는 방식입니다.
확산
확산은 한 물질의 가장 작은 입자가 다른 물질의 분자간 공간으로 침투하는 마법의 과정입니다. 그건 그렇고, 그러한 침투는 상호적입니다.
이 단어가 라틴어에서 어떻게 번역되었는지 아시나요? 확산, 확산.
액체에서 확산은 어떻게 발생합니까?
액체, 기체, 고체 등 모든 물질의 상호 작용 중에 확산이 관찰될 수 있습니다.
액체에서 확산이 어떻게 일어나는지 알아 보려면 깨끗한 물이 담긴 투명한 용기에 페인트 몇 알갱이, 납 가루 또는 과망간산 칼륨 등을 던져 볼 수 있습니다. 이 선박은 키가 크면 더 좋습니다. 우리는 무엇을 볼 것인가? 처음에는 결정이 중력의 영향으로 바닥으로 가라 앉지만 잠시 후 그 주위에 색깔있는 물의 후광이 나타나 퍼져 퍼집니다. 우리가 적어도 몇 주 동안 이 선박에 접근하지 않으면 물이 거의 완전히 색깔이 변한다는 것을 알게 될 것입니다.
또 다른 명확한 예입니다. 설탕이나 소금이 더 빨리 녹으려면 물에 저어주어야 합니다. 그러나 이것이 완료되지 않으면 일정 시간이 지나면 설탕이나 소금이 저절로 녹을 것입니다. 차나 설탕에 절인 과일은 달콤해지고 수프나 소금물은 짠맛이 될 것입니다.
액체에서 확산이 일어나는 방식: 경험
확산 속도가 물질의 온도에 어떻게 의존하는지 확인하기 위해 작지만 매우 시사적인 실험을 수행할 수 있습니다.
같은 양의 두 잔을 섭취하십시오. 하나는 찬물, 다른 하나는 뜨거운 물입니다. 두 잔에 동일한 양의 인스턴트 파우더(예: 커피 또는 코코아)를 붓습니다. 용기 중 하나에서 분말이 더욱 집중적으로 용해되기 시작합니다. 정확히 어느 것인지 아시나요? 당신은 추측 할 수? 수온이 더 높은 곳! 결국 분자의 무작위 혼란스러운 움직임 중에 확산이 발생하고 고온에서는 이러한 움직임이 훨씬 빠르게 발생합니다.
확산은 모든 물질에서 발생할 수 있으며 이 현상이 발생하는 시간만 다릅니다. 가장 높은 속도는 가스에 있습니다. 그렇기 때문에 잘게 다진 마늘을 곁들인 청어 또는 라드 옆에 버터를 냉장고에 보관해서는 안됩니다. 다음은 액체입니다(가장 낮은 밀도에서 가장 높은 밀도까지). 그리고 가장 느린 것은 고체의 확산입니다. 언뜻 보면 고체에는 확산이 존재하지 않습니다.
작업 목적: 확산이 온도에 따라 달라짐을 증명합니다. oo 가정 실험에서 확산의 예를 고려하십시오. oo 확산이 물질마다 다르게 일어나는지 확인하세요.
관련성: 확산은 신체가 무작위로 움직이는 분자로 구성되어 있음을 증명합니다. 확산은 기술뿐만 아니라 인간의 삶, 동물과 식물에서도 매우 중요합니다.
확산이란 무엇입니까?
확산은 분자의 혼란스러운(무질서한) 운동의 결과로 발생하는 접촉 물질의 자발적인 혼합입니다.
또 다른 정의: 확산 확산 - 분포, 퍼짐, 분산) - 물질이나 에너지를 고농도 영역에서 저농도 영역으로 전달하는 과정입니다.
확산의 가장 유명한 예는 기체나 액체의 혼합입니다(잉크를 물에 떨어뜨리면 일정 시간이 지나면 액체가 균일하게 착색됩니다).
확산은 액체, 고체 및 기체에서 발생합니다. 확산은 기체에서 가장 빠르게 일어나고, 액체에서는 더 느리며, 고체에서는 더 느리게 발생합니다. 이는 이러한 매질에서 입자의 열 이동 특성으로 인해 발생합니다. 충돌 중에 입자가 이동 방향과 속도를 변경하기 때문에 각 가스 입자의 궤적은 파선입니다. 수세기 동안 작업자들은 이 과정에서 발생하는 확산 과정에 대해 전혀 알지 못한 채 탄소 대기에서 고체 철을 가열하여 금속을 용접하고 강철을 생산했습니다. 1896년에만 문제를 연구하기 시작했습니다.
영국의 야금학자 윌리엄 로버츠-오스틴(William Roberts-Austin)은 간단한 실험으로 납 속 금의 확산을 측정했습니다. 그는 얇은 금 원판을 1인치(2.45cm) 길이의 순수 납 원통 끝에 융합시키고 온도가 약 200°C로 유지되는 용광로에 원통을 놓고 10일 동안 용광로에 보관했습니다. 상당히 측정 가능한 양의 금이 전체 실린더를 통과한 것으로 나타났습니다. 이것이 다시 한 번 증명됩니다. 온도가 증가함에 따라 확산 속도가 매우 빠르게 증가한다는 것입니다. 예를 들어, 아연은 300C에서 실온보다 거의 1억 배 빠르게 구리로 확산됩니다.
분자의 확산은 매우 느립니다. 예를 들어, 물 한 잔의 바닥에 설탕 조각을 놓고 물을 휘젓지 않으면 용액이 균질해지기까지 몇 주가 걸립니다.
확산은 온도에 따라 달라지나요?
확산 현상은 집에서 차를 끓일 때 관찰할 수 있습니다. 실험 중에는 찬물과 뜨거운 물이 담긴 두 잔을 사용했습니다. 차를 끓일 때 뜨거운 물 한 잔을 마시면 끓이는 과정이 더 빨라지는 것으로 나타났습니다.
집에서는 확산 현상이 모든 곳에서 나타납니다. 엄마가 부엌에서 양파를 썰고, 닭고기를 요리하고, 저녁을 요리하고, 야채를 붓기 위한 매리네이드를 준비하고 있을 때, 부엌의 향기가 아파트 전체에 퍼집니다.
나는 온도에 따른 실내 향수의 확산 속도의 의존성을 연구했습니다. 향수의 향기는 20.53초 만에 방의 한 부분에서 다른 부분으로 퍼졌습니다. ; 그런 다음 테이블 램프 근처에 향수를 뿌렸습니다. 시간은 14.03 초였습니다.
결론: 분자의 이동 속도가 증가함에 따라 확산 속도는 온도에 따라 증가합니다.
확산은 우리 주변에 있습니다.
태양 광선이 방에 들어오면 특이한 현상을 관찰할 수 있습니다 >.
이 기회에 Lucretius Carus는 다음과 같이 썼습니다.
이것 좀 보세요 햇빛이 들어올 때마다
그것은 광선으로 어둠을 뚫고 우리 집으로 들어옵니다.
공허 속의 많은 몸들이 깜박이는 것을 보게 될 것입니다.
그들은 빛나는 빛 속에서 앞뒤로 돌진합니다.
마치 영원한 투쟁에서 마치 전투와 전투에서 싸우는 것처럼
그들은 평화를 모르고 갑자기 분리되어 전투에 돌입합니다.
확산 덕분에 실내 먼지 입자에는 가구, 마감재 및 기타 가정용품에서 발견되는 곰팡이 입자와 중금속 분자가 포함되어 있습니다. 실내 꽃은 nephrolepis, dieffenbachia, spurge, ivy, pelargonium, sansevieria 등 실내 공기에 용해 된 독성 물질에 쉽게 대처할 수 있습니다. 그리고 이 모든 것은 확산 덕분에 발생합니다.
잘 알려진 용설란(알로에)은 유해 미생물 수를 4배, 가시 배 선인장은 공기 중 곰팡이 수를 6~7배 감소시킵니다. 담배 연기와 리놀륨 코팅은 우리 건강에 해롭습니다. 실내 식물(ficus benjamina, tradescantia, 엽록소)은 독성 물질을 흡수하고 분해할 수 있습니다.
야채의 확산 연구.
사과 실험
>, >, > 등 다양한 종류의 사과가 사용되었습니다.
> 품종의 사과에서는 망간의 침투가 더 느렸습니다. 이 다양한 사과는 겨울이며 아마도 육즙이 덜하고 구조가 더 조밀합니다.
야채 체험
실험에 사용된 야채는 순무, 당근, 호박, 감자입니다.
3시간 후, 호박과 감자에 망간의 침투가 순무와 당근보다 더 큰 것으로 나타났습니다. 순무와 당근은 구조가 더 조밀하고 망간 입자의 침투 깊이가 더 적습니다.
확산과 안전성
우리가 집에서 요리에 사용하는 가연성 프로판 가스는 색깔이 없습니다. 따라서 가스 누출을 즉시 알아차리기는 어렵습니다. 그리고 누출이 발생하면 확산으로 인해 가스가 실내 전체로 퍼집니다. 그리고 우리는 이 누출 냄새를 맡습니다. 한편, 밀폐된 공간에서는 특정 비율의 가스 대 공기에서 폭발할 수 있는 혼합물이 형성됩니다. 예를 들어, 불이 붙은 성냥에서. 가스는 사람에게 중독을 일으킬 수도 있습니다.
결론: oo 확산 중에 한 물질의 입자가 다른 물질의 입자 사이의 공간으로 침투하여 물질이 혼합됩니다.
oo 확산 속도는 온도가 증가함에 따라 증가합니다.
oo 확산은 인간, 동물 및 식물의 생명 과정에서 매우 중요합니다.
