扩散作用
扩散是指物质的分子从高浓度区(分子多)向低浓度区(分子少)移动,直至达到平衡(分子均匀分布)的过程。
扩散通常发生在气体中的溶液或液体中。当两种液体在透明容器中混合时,可以看到扩散的发生。它描述的是所有液体和气体中颗粒的不断运动。这些粒子向各个方向移动,相互碰撞。扩散只能对气体和液体起作用。
内容
· 1例
· 2 扩散率
· 3表面积和体积
· 4个相关网页
· 5个参考文献
例子
- 将一块糖块放在烧杯中的水里一段时间。
- 氨气的味道从教室前面蔓延到教室后面。
- 揭开瓶盖时,香水的烟雾从瓶中升起。
- 掉在烧杯上的食用色素会散开。
- 饭香四溢
分子往往会从浓度高的地方移动到浓度低的地方,只是随机移动。例如,肺部的氧气比血液中的氧气多,所以氧气分子会倾向于移动到血液中。同样,血液中的二氧化碳分子比肺中的二氧化碳分子多,所以二氧化碳分子会倾向于移动到肺中。这种情况发生在细胞生物学中,小分子只是通过细胞膜扩散,但大分子只有利用能量才能通过:见主动运输。
流体分子的随机运动使它们扩散开来,直到有边界阻止它们。
扩散是一个被动过程,因此不需要能量,因为它是沿着浓度梯度发生的。
扩散率
扩散受以下因素影响:
- 浓度梯度 - 梯度越大,扩散越大。
- 温度--温度越高,扩散越快,因为动能越大。
- 表面积--表面积大的地方扩散就大。
- 扩散距离--在扩散距离较短的地方,扩散会更大。
表面积和体积
在小型单细胞生物体中,简单的扩散可以快速交换分子,使其保持活力。高表面积与体积比有助于。
然而,对于多细胞生物体来说,单纯的扩散是不够的。它们需要在更远的距离上移动更多的物质以保持生命力。它们已经进化到有内部结构和系统来进行快速的分配运动。例如,人类有肺来使扩散迅速发生。植物的叶子也是如此。
扩散发生的示意图。第一张图显示的是液体中的颗粒。第二张图显示的是几秒钟后同一液体中的颗粒扩散的情况。
相关网页
问题和答案
问:什么是扩散?答:扩散是指物质的分子从高浓度区域向低浓度区域移动,直至达到平衡的过程。
问:扩散通常发生在什么类型的材料中?
答:扩散通常发生在气体、液体的混合物中,偶尔也发生在胶体中。
问:我们怎样才能观察到扩散现象?
答:当两种液体在透明容器中混合时,有可能看到扩散发生。
问:扩散描述了什么?
答:扩散描述了所有液体、气体和胶体中颗粒的不断运动。这些粒子向各个方向移动,相互碰撞。
问:在扩散过程中,粒子是否有任何特定的移动方向?
答:没有,粒子在扩散过程中是随机移动的,没有任何特定的方向。
问:粒子的运动在达到平衡后是否会停止?
答:是的,一旦达到平衡,粒子的运动就会停止,因为它们会均匀地分布在整个材料中。
问:这个过程有什么例外吗?
答:有,有些材料由于其结构或成分的原因,可能需要额外的能量或压力才能使分子扩散通过。