.RU

«Экологические аспекты диффузии»




Муниципальное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа №53»


Научно-практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»


Исследовательская работа

по физике на тему:


«Экологические аспекты диффузии»


Выполнила:

Ученица 10 А класса

Захарова Наталья Викторовна

дата рождения: 20.05.1994


Руководитель:

Казачкина Татьяна Сергеевна


Брянск

2011

Содержание


Введение 3

§1 Роль диффузии в природе 4

§2 Влияние человека на протекание диффузии в природе 6

§3 Проведенные опыты 7

Заключение 10

Список использованной литературы 12


Введение

Диффузия играет огромную роль в природе, в быту человека и в технике. Диффузионные процессы могут оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на жизнедеятельность человека и животных. Примером положительного воздействия является поддержание однородного состава атмосферного воздуха вблизи поверхности Земли. Диффузия играет важную роль в различных областях науки и техники, в процессах, происходящих в живой и неживой природе. Она оказывает влияние на течение химических реакций и определяет кинетику этих процессов.

С участием диффузии или при нарушении и изменении этого процесса могут протекать отрицательные явления в природе и жизни человека, такие как обширное загрязнение окружающей среды продуктами технического прогресса человека.

^ Цель: рассмотреть роль диффузии в экологическом равновесии природы и влияние человека на процессы диффузии.

Задачи:

1. Изучить материал о роли диффузии в природе

2. Провести некоторые опыты, демонстрирующие явление диффузии в природе

3. Провести опрос людей о роли диффузии в природе

3.Проанализировать полученную информацию, сделать выводы о роли диффузии в экологическом равновесии природы.


Методы:

Изучение литературных и других информационных источников, проведение экспериментов, социологический опрос, анализ информации и результатов.


§1 Роль диффузии в природе

Диффузия (от лат. Diffusio — распространение, растекание, рассеивание) - это явление, при котором происходит взаимное проникновение молекул одного вещества между молекулами другого.

Примером диффузии в газах является распространение запахов в воздухе. При этом запах распространяется не мгновенно, а спустя некоторое время. Почему же так происходит? Дело в том, что движению молекул пахучего вещества в определенном направлении мешает движение молекул воздуха.

С помощью диффузии происходит распространение различных газообразных веществ в воздухе: например, дым костра распространяется на большие расстояния.

Результатом этого явления может быть выравнивание температуры в помещении при проветривании. Таким же образом происходит загрязнение воздуха вредными продуктами промышленного производства и выхлопными газами автомобилей. Природный горючий газ, которым мы пользуемся дома, не имеет ни цвета ни запаха. При утечке заметить его невозможно, поэтому на распределительных станциях газ смешивают с особым веществом, обладающим резким, неприятным запахом, который легко ощущается человеком.

Благодаря явлению диффузии нижний слой атмосферы – тропосфера – состоит из смеси газов: азота, кислорода, углекислого газа и паров воды. При отсутствии диффузии произошло бы расслоение под действием силы тяжести: внизу оказался бы слой тяжёлого углекислого газа, над ним – кислород, выше – азот инертные газы.

В небе мы тоже наблюдаем это явление. Рассеивающиеся облака – тоже пример диффузии и как точно об этом сказано у Ф.Тютчева: «В небе тают облака…»

В жидкостях диффузия протекает помедленнее, чем в газах, но этот процесс можно ускорить, с помощью нагревания. Например, чтобы быстрее засолить огурцы, их заливают горячим рассолом. Мы знаем, что в холодном чае сахар растворится медленнее, чем в горячем.

Летом, наблюдая за муравьями, мы всегда задумывались над тем, как они в огромном для них мире, узнают дорогу домой. Оказывается, и эту загадку открывает явление диффузии. Муравьи помечают свой путь капельками пахучей жидкости

Благодаря диффузии, насекомые находят себе пищу. Бабочки, порхая меж растений, всегда находят дорогу к красивому цветку. Пчелы, обнаружив сладкий объект, штурмуют его своим роем.

А растение растет, цветет для них тоже благодаря диффузии. Ведь мы говорим, что растение дышит и выдыхает воздух, пьет воду, получает из почвы различные микродобавки.

Плотоядные животные находят своих жертв тоже благодаря диффузии. Акулы чувствуют запах крови на расстоянии нескольких километров, также как и рыбы пираньи.

Экология окружающей среды ухудшается за счёт выбросов в атмосферу, в воду химических и прочих вредных веществ, и это всё распространяется и загрязняет огромные территории. А вот деревья выделяют кислород и поглощают углекислый газ с помощью диффузии.

На принципе диффузии основано перемешивание пресной воды с соленой при впадении рек в моря. Диффузия растворов различных солей в почве способствует нормальному питанию растений.

Во всех приведенных примерах мы наблюдаем взаимное проникновение молекул веществ, т.е. диффузию. На этом процессе основаны многие физиологические процессы в организме человека и животных: такие как дыхание, всасывание и др. В общем, диффузия имеет большое значение в природе, но это явление также вредно в отношении загрязнения окружающей среды.

§ 2 Влияние человека на протекание диффузии в природе.

К сожалению, в результате развития человеческой цивилизации оказывается негативное влияние на природу и процессы, протекающие в ней. Процесс диффузии играет большую роль в загрязнении рек, морей, океанов. Например, можно быть уверенным, что моющие средства, слитые в канализацию, например, в Одессе, окажутся у берегов Турции из-за диффузии и существующих течений. Годовой сброс производственных и бытовых стоков в мире в мире исчисляется десятками триллионов тонн. Примером отрицательного влияния человека на процессы диффузии в природе являются крупномасштабные аварии, произошедшие в бассейнах разных водоемов. В результате этого явления нефть и продукты ее переработки растекаются по поверхности воды и, как результат, нарушаются процессы диффузии, например: кислород не поступает в толщу воды, и рыбы без кислорода погибают.

Вследствие явления диффузии воздух загрязняется отходами разных фабрик, из-за него вредные отходы жизнедеятельности человека проникают в почву, воду, а затем оказывают вредное влияние на жизнь и функционирование животных и растений. Увеличивается площадь земель, загрязненных выбросами промышленных предприятий и т.д. Свыше 2 тыс. гектаров земли занято свалками промышленных и бытовых отходов. Один из трудно решаемых в настоящее время вопросов является вопрос утилизации промышленных отходов, в том числе токсичных.


Насущной проблемой является загрязнение воздуха выхлопными газами, продуктами переработки вредных веществ, выбрасываемыми в атмосферу различными заводами. Так, в нашем городе отмечается высокий уровень загрязнения воздуха, особенно районы Элеватора и Октября, центрального рынка, улицы Бабушкина. В некоторых медицинских исследованиях была показана связь заболеваемости органов дыхания и верхних дыхательных путей с состоянием воздуха. Отмечается прямая зависимость между показателем уровня заболеваемости органов дыхания и объемом выбросов вредных веществ в атмосферу. Перечисленные примеры диффузии оказывают вредное влияние на различные процессы, происходящие в природе. (Учитывая глобальное потепление, важно исследовать изменение скорости диффузии в зависимости от повышения температуры окружающей среды.)

^ 3 Проведенные исследования

Опыт № 1 Наблюдение явления диффузии в жидкости

Цель: наблюдение диффузии в жидкости в зависимости от разных условий.

Приборы и материалы: стакан с холодной водой, раствор «зеленки», тарелка с горячей водой , растительное масло, пипетка.

Описание опыта и полученные результаты:

а) в стакан с водой капнули «зеленку» и пронаблюдали, как происходит процесс диффузии;

б) провели этот же опыт, поставив стакан с водой в тарелку с горячей водой, процесс произошел гораздо быстрее, чем в первом случае;

в) перед тем как капнуть в стакан с водой «зеленку», добавили в воду несколько капель растительного масла, процесс диффузии произошел гораздо медленнее, чем в первом случае.

Вывод: подобные явления под влиянием человека часто происходят в природе и оказывают на нее негативное влияние.

^ Опыт №2.Наблюдение явления диффузии в газах

Цель: изучение изменения диффузии газа в воздухе в зависимости от изменения температуры в помещении.

^ Приборы и материалы: термометр, часы с секундной стрелкой, аммиак.

Описание опыта и полученные результаты: исследовали время распространения запаха аммиака в помещении V=30м3 при температуре t = +150 (помещение проветриванием доводилось до необходимой температуры). Засекалось время от начала распространения запаха в комнате, до получения явной чувствительности у людей, стоящих на расстоянии 6 м. от исследуемого объекта (аммиак). Затем тщательно проветривали помещение и через 2 часа после данного эксперимента, повышение температуры до 250. Затем опыт повторяли. Для всех полученных данных определяли среднее арифметическое значение (x) и ошибку среднее арифметическое (m).


Таблица

t помещения, ºС


+150

+200

+250


время распространения запаха аммиака, с

59.3 ± 0.23

n =10

47.5 ± 1.01

n =10

29.3 ± 0.18

n=10

Примечание: n-количество экспериментов



Если предположить, что процессы диффузии прямо пропорциональны времени распространения запаха аммиака в помещении, тогда в результате данного исследования можно выявить зависимость времени распространения запаха аммиаки в помещении, а значит и скорости диффузии от изменения температуры воздуха в помещении.

Данные свидетельствуют о том, что скорость распространения запаха аммиаки зависит от повышения температуры помещения следующим образом: при повышении температуры с +150 на 50 данный параметр уменьшился на 11.8 сек. Это свидетельствует о том, что запах распространился быстрее в 1,2 раза. При дальнейшем повышении температуры помещения на 50 (до 250) уменьшился на 18.2 сек, что свидетельствует об ускорении распространения запаха в 1,6 раза. Таким образом, анализ показателей времени распространения запаха аммиака в помещении объемом 30м3 показал, что диффузия аммиака ускоряется при повышении температуры воздуха в комнате.

Вывод: чем выше температура газов, тем быстрее происходят процессы диффузии. Например, при выбросе горячих газов из труб различных предприятий (или из выхлопных труб автомобилей) эти вредные для здоровья людей и животных вещества распространяются очень быстро. Летом это происходит еще быстрее.

^ Опыт №3. Влияние различных веществ на поверхности воды на процесс диффузии

Цель: изучить, как различные вещества на поверхности воды влияют на скорость испарения воды и сделать вывод о скорости протекания диффузии.

^ Приборы и материалы: термометры – 4 шт, часы – 1 шт, тарелки – 4 шт, теплая вода, бензин, керосин, растительное масло.

Описание опыта и полученные результаты: в тарелки была налита вода одинаковой массы и одинаковой температуры (34 градуса), затем в одну тарелку был налит бензин (5 мл), во вторую – керосин (5мл), в третью – растительное масло (5 мл), в четвертой вода оставалась чистой. Растительное масло в нашем опыте имитировало нефть. Засекалось время, через каждые 15 минут снимались показания термометров, помещенных во все жидкости. Результаты измерений зафиксированы в таблице.

Время

Температура чистой воды, С

Температура воды с бензином, С

Температура воды с керосином, С

Температура воды с растительным маслом, С

14:38

34

34

34

34

14:45

30

31

31

32

15:00

26

27

27

28

15:15

24

26

26

28

15:30

22

22

22

26

15:45

22

22

22

24


При испарении из воды вылетают отдельные молекулы. Так как вода, покрытая пленкой бензина, керосина и растительного масла, остывает медленнее, то можно судить о том, что и молекулам кислорода труднее проникнуть в воду: рыбы и другие водные обитатели испытывают недостаток кислорода и могут даже погибнуть.

Вывод: наличие различных веществ на поверхности воды нарушает процессы диффузии и может привести к нежелательным экологическим последствиям.

^ Социологический опрос


Цель опроса: привлечь внимание людей к экологической проблеме, а также узнать, как они информированы об этой проблеме и что делают на бытовом уровня.

Содержание:

1. Влияет ли диффузия на экологию?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

2. Важно ли для вас лично информация об экологии?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

3. Как вы думаете, можно ли защитить природу?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

4. Задумываетесь вы о нашей проблеме?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

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

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

6. Хотите ли вы изменить экологию в лучшую сторону?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

7. Хотите ли вы получить дополнительные знания об экологии?

Да. Нет. Затрудняюсь ответить

^ Методика проведения социологического опроса по проблеме экологии

Я опрашивала людей по заранее разработанной анкете, на позиции были даны готовые предполагаемые ответы.

Опрос проводился анонимно. Было опрошено 23 школьника с 7 по 11 класс и 34 взрослых человека. Так как ответы взрослых и школьников записывали разным цветом, то была возможность подсчитать, как отвечали школьники и взрослые. Опрашивались как знакомые (большинство) так и случайные прохожие на улице.

^ Анализ результатов

Результаты социологического опроса показали, что взрослых гораздо чаще волнуют проблемы экологии. Так, из опрощенных нами взрослых на вопрос: “ Влияет ли диффузия на экологию?” утвердительно ответили 42% взрослых и в 3 раза меньше - 13% школьников и отрицательно – 29,4% взрослых и 60% школьников. Следовательно, в школе уделяют мало внимания этой проблеме. Что нас это огорчило. В целом задумываются над этим вопросом 29,8% опрошенного населения и 42,1 – не задумываются.

Возможно, что взрослые, несмотря на анонимность анкетирования, хотели показаться перед нами более “правильными”, но, может быть, им чаще приходится сталкиваться с экологическими проблемами в повседневной жизни.

На основании проведенного опроса можно сделать следующие выводы:

  1. Жители г. Брянска уделяют недостаточное внимание проблеме экологии.

  2. Взрослые чаще задумываются над этой проблемой.

  3. При анкетировании жителей некоторые впервые задумались над проблемой экологии.

Заключение

Исходя из вышеизложенного можно сделать вывод о том, что диффузия играет огромную роль в жизни человека и животных, без этого явления жизнь на Земле была бы невозможна. Но, к сожалению, люди в результате своей деятельности часто оказывают негативное влияние на естественные процессы в природе.

Изучая диффузию, ее роль в экологическом равновесии природы и факторы, влияющие на ее протекание в природе, мы пришли к выводу, что надо почаще привлекать внимание общественности к проблемам окружающей среды.

Когда мы готовили этот доклад, изучали литературу, занимались исследовательской деятельностью, то хотели , чтобы люди хранили, ценили нашу природу. Проведя данную работу, мы пришли к выводу, что экологическое воспитание надо осуществлять с малых лет.

Чтобы внести свой посильный вклад в экологическое воспитание школьников, мы хотим выступить с этим сообщением перед учащимися других классов для того, чтобы они поняли, как важно бережное отношение к к природе и нашей Земле в целом, ведь нам и нашим потомкам жить на ней.


^ Список использованной литературы

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

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

3. Прохоров А.М. Физический энциклопедический словарь. 1995 г.

4. Чуянов В.А. Энциклопедический словарь юного физика. 1999 г.

5. Элементарный учебник физики под редакцией академика Ландсберга Г.С.

Приложение



















chast-i-razreshenie-dlya-obedinenij-vidavat-knizhki-mdp-prikaz-gtk-rf-ot-18-maya-1994-g-n-206-sm.html
chast-i-reshenie-1913-s-soveta-upravlyayushih-programmi-organizacii-obedinennih-nacij-po-okruzhayushej-srede-ot-7-fevralya.html
chast-i-shpargalki-k-biletam.html
chast-i-socion-i-socionnaya-priroda-cheloveka-rukovodstvo-po-poisku-sputnika-zhizni-socionika-oglavlenie.html
chast-i-soznanie-v-kontekste-psihologiya-filosofiya-kultura-o-prirode-soznaniya-skognitivnoj-fenomenologicheskoj.html
chast-i-statya-1-sbornik-mezhdunarodnih-dogovorov.html
  • education.largereferat.info/32-ekonomika-respubliki-tatarstan-kak-obekt-investicij-bandurin-a-v-chub-b-a-investicionnaya-strategiya-korporacii.html
  • reading.largereferat.info/metodicheskie-rekomendacii-po-organizacii-vipolneniya-i-zashiti-kursovih-rabot-po-predmetu-ugolovnij-process-dlya-vseh-specialnostej-specializacij-i-form-obucheniya-krasnodar-2007.html
  • reading.largereferat.info/komandira-stranica-5.html
  • books.largereferat.info/elektivnij-kurs-genetika-cheloveka-uchebnij-kurs-profilnogo-obucheniya-dlya-uchashihsya-10-klasssa35-chasov-bochkareva-svetlana-mihajlovna.html
  • laboratornaya.largereferat.info/rajonnaya-celevaya-programma-na-poroge-zhizni-cheboksari-2009.html
  • literature.largereferat.info/dokladchik-babikov-k-v.html
  • urok.largereferat.info/poyasnitelnaya-zapiska-k-buhgalterskoj-otchetnosti-za-2010-god-stranica-3.html
  • knigi.largereferat.info/referat-po-teme-moskovskaya-oboronitelnaya-operaciya.html
  • abstract.largereferat.info/11-polozhenieo-praktike-studentov-bgu-polozhenie-o-poryadke-viborov-dekana-fakulteta-i-zaveduyushego-kafedroj-40-polozhenie.html
  • paragraf.largereferat.info/zaklyuchenie-rekomendacii-po-razrabotke-proekta-prodvizheniya-produkta-posredstvom-brend-marketinga-na-primere-brenda.html
  • turn.largereferat.info/p-rofil-konstruirovanie-shvejnih-izdelij.html
  • zanyatie.largereferat.info/primenenie-pochvennih-i-listovih-gerbicidov-na-soe-v-severnoj-lesostepi-yuzhnogo-urala.html
  • otsenki.largereferat.info/semya-i-brak.html
  • write.largereferat.info/ezhekvartalnij-otchet-po-cennim-bumagam-za-3-kvartal-2008-goda-stranica-49.html
  • laboratornaya.largereferat.info/rabochaya-programma-uchebnoj-disciplini-advokatskaya-deyatelnost-v-ugolovnom-sudoproizvodstve-napravlenie-podgotovki-030500-68-yurisprudenciya.html
  • composition.largereferat.info/oktyabrskoj-vstrechi-zvuchala-kak-lokalnie-narodnie-i-pravoslavnie-tradicii-kak-osnova-sovremennoj-prazdnichnoj-kulturi-ipostroen-seminar-bil-vokrug-sezzhego-prazdnika-iistorii-ego-sozdaniya.html
  • zadachi.largereferat.info/osnovnie-napravleniya-vneshneekonomicheskoj-politiki-stran-zapada-vo-vtoroj-polovine-hh-veka.html
  • kolledzh.largereferat.info/analiz-deyatelnosti-obshestvennih-organizacij-sformirovannih-po-professionalnomu-principu-ih-vklad-v-stanovlenie-i-razvitie-grazhdanskogo-obshestva-v-rossijskoj-federacii-na-primere-asot.html
  • report.largereferat.info/iv-soderzhanie-itogovogo-i-promezhutochnogo-kontrolya-metodicheskij-kompleks-po-etnologii-dlya-dnevnogo-otdeleniya-sostavitel.html
  • predmet.largereferat.info/rosselhoznadzor-o-rezultatah-proverki-sevskoj-rajvetstancii-bryanskoj-oblasti.html
  • knigi.largereferat.info/samoupravlenie-gorodov-rossii-v-kontekste-nachavshejsya-revolyucii-1917-g-politicheskie-aspekti-na-materialah-vyatskoj-gubernii.html
  • esse.largereferat.info/rabochaya-programma-po-informatike-i-ikt-dlya-uchashihsya-5-11-klassov-3-j-god-obucheniya.html
  • uchebnik.largereferat.info/v-informacionnoe-obshestvo-dlya-vseh-osnovnie-principi-otchet-o-zhenevskom-etape-vsemirnoj-vstrechi-na-visshem-urovne.html
  • ekzamen.largereferat.info/sociologicheskie-aspekti-primeneniya-bioinformacionnih-tehnologij-ozdorovleniya-cheloveka-razrabotannih-v-fonde-arkadiya-petrova.html
  • klass.largereferat.info/baenskaya-e-r-libling-m-m-psihologicheskaya-pomosh-pri-narusheniyah-rannego-emocionalnogo-razvitiya-metodicheskoe-posobie.html
  • ucheba.largereferat.info/priglashaem-vas-prinyat-uchastie-v-rabote-hiii-mezhdunarodnoj-nauchnoj-konferencii.html
  • studies.largereferat.info/analiz-mezhdunarodnoj-deyatelnosti-firmi.html
  • thescience.largereferat.info/gustav-majrink-angel-zapadnogo-okna-stranica-17.html
  • institut.largereferat.info/tablica-32311-polozhenie-o-territorialnom-planirovanii-1.html
  • writing.largereferat.info/informaciya-kak-resurs-razvitiya-predpriyatiya.html
  • ekzamen.largereferat.info/slavnaya-triada-glava-iz-knigi-b-n-malinovskogo-istoriya-vichislitelnoj-tehniki-v-licah.html
  • literature.largereferat.info/dokumentaciya-ob-otkritom-aukcione-v-elektronnoj-forme-faip2201-1-na-pravo-zaklyuchit-gosudarstvennij-kontrakt-na-vipolnenie-rabot-po-stroitelstvu-obekta.html
  • kontrolnaya.largereferat.info/publichnij-doklad-mbou-sosh-s-itkineevo-mr-yanauskij-rajon-rb-na-2010-2011-uch-god-stranica-3.html
  • esse.largereferat.info/programma-socialno-ekonomicheskogo-razvitiya-goroda-krasnoyarska-do-2020-pasport-programmi-stranica-3.html
  • institut.largereferat.info/tehnicheskaya-harakteristika-sedelnih-tyagachej-spravochnoe-posobie-avtori-arnopolin-a-g-michkov-v-i-recenzent.html
  • © LargeReferat.info
    Мобильный рефератник - для мобильных людей.