Тақырыбы: « Диффузия құпиясы: пайдасы мен зиянды жақтары»
Бағыты: физика
Мазмұны
- Кіріспе бөлім
- Табиғат және физика
- Негізгі бөлім
- Диффузиялық құбылыс
- Диффузияның рөлі мен оның қолданылуы
- Диффузияның зиянды қасиеттері
- Үй жағдайында жүргізген тәжірибелерім
- Қорытынды
Аннотация
Бұл ғылыми жобада оқушы диффузия құбылысының пайдалы және зиянды жақтарын қолдану мәселесін жан-жақты қарастырады. Оқушы диффузия құбылысының деңгейін анықтау мақсатында тәжірибелер жасап, себептері мен салдарларын тұжырымдайды
Ізденуші әр түрлі тәжірибелер жасай отырып, жалпы диффузияның алатын орны ерекше екенін байқайды.
В этой научной работе ученик всесторонно пересмотривает о пользе и вредности при употреблений диффузионных явлений. Ученик делая практических работ,уточняют уровень диффузионных явлений.
Исследователь делая разные практические работы, уточняет того, что диффузия имеет особые значение
In this work pupil comprehensively reconsiders about advantage and harm at the uses of the diffusive phenomena.
To investigate doing different practical works, specifies the fact that diffusion matters special.
Кіріспе
Біздің айналамыздағы адамдар, өсімдіктер мен жан-жануарлар, Жер мен Ай, Күн мен жұлдыздар әлемі табиғат деген ұғымды білдіреді.
Адам – табиғаттың бір бөлшегі екені бәрімізге аян. Халқымызда «Жер-Ана» деген қосырланған ұғым қалыптасқан. Жерді Анасына, Анасын күнге теңеу салтымызда бар. Табиғатта үздіксіз өзгерістер болып жатады. Мысалы, жаңбыр жауғанда кемпірқосақтың пайда болуы, найзағайдың ойнауы, судың булануы немесе мұзға айналуы, қардың еруі табиғаттағы өзгерістерді көрсетеді. Аспан денелерінің үнемі қозғалып, орын ауыстыруы, гүлдердің шешек атуы, ағаштың жайқалып өсуі, өзен мен көлдердің тартылып суалуы-осылардың барлығы да қоршаған ортадағы өзгерістер.
Табиғат құбылыстары бір-бірімен тығыз байланысты. Табиғат құбылыстарын физика, астрономия, география, геология, биология сияқты ғылымдар зерттейді. Әрбір ғылымның табиғатты зерттеу жөнінде өз мақсаты, өз әдістері бар. Мысалы, физика негізінен механикалық, жылу, электр, жарық құбылыстарына ерекше мән береді. Осы құбылыстардың бәрі физикалық құбылыстар деп аталады.
Физика – табиғат туралы ғылым ретінде алғаш рет гректің ұлы ойшылы, тарихта «бірінші ұстаз» аталған Аристотельдің шығармаларында баяндалды. «Физика» грекше фюзис-табиғат дегенді білдіреді. Бұл сөздің ғылыми мағынасын байытуда тарихта «екінші ұстаз» аталған біздің ұлы бабамыз – Әбу Насыр әл-Фарабидің еңбегі зор.
Физиканы және басқа пәндерді оқып үйрену барысында әр түрлі ғылымдардың өзара қандай байланыста болатынын білеміз. Мәселен, географияда физика заңдарын өзендердің қалай ағатынын, желдің қалай пайда болатынын түсіндіру үшін қолданады. Биологияда физика заңдарын пайдаланып, хайуанаттардың жер бетінде, балықтардың су ішінде қалай қозғалатынын түсіндіреді. Олардың дыбысты қалай шығарып әрі еститінін және көру мүшелерінің құрылысы қандай екенін сипаттайды.
Физика заңдары мен құбылыстарын көптеген мамандар, мысалы, инженерлер, конструкторлар, дәрігерлер, агрономдар, конструкторлар пайдаланады.
Ғалам кеңістігінде не бар болса, соның бәрі материя деп аталады. Материяға өсімдіктер, жануарлар, планеталар, Ай, Күн, жұлдыздар да, сондай-ақ әртүрлі денелерде, оларды құрайтын әр алуан заттар да жатады.
Материя зат пен өрістен құралады. Зат өте ұсақ бөлшектерден тұрады. Заттадың өзі де, оны құрайтын бөлшектер де бір-бірімен өріс арқылы қарым-қатынас жасайды. Заттардың ұсақ бөлшектерден тұратынын диффузия құбылысы арқылы зерттедім. Бұл менің кішкентай да, азғана зерттеу жұмыстарымның нәтижесі басқа балаларға ой салар деген үміттемін.
Диффузия құбылысын біз қүнделікті өмірде байқаймыз, мысалы мектептің асханасында пісіріп жатқан тәтті бәліштің иісінен, сонымен қатар шайға салған қанттың еруі, сондай-ақ көшеде машиналардан шыққан зиянды қалдық газдардан. Яғни бұл процесті теңізде және мұхиттарда, өнеркәсіпте атмосферада және барлық жерде байқауға болады.
Зерттеу мақсаты: Бұл ғылыми ізденіс жұмысы табиғаттағы диффузиялық әрекетті зерттеу әдістерін қолданыла отырып, диффузияның пайдасын айқындап, қарама-қайшы зиянды жақтарын да ашып көрсету
Болжамдары. Оқушылардың қабылдауына түсінікті етіп, диффузиялық әрекет қалай жүзеге асатынын түсіну.
Зерттеу нысаны қоршаған орта мен адам.
Міндеттері:
- Құбылыс ретінде диффузия туралы көзқарас қалыптастыру;
- Қатты денелердің, сұйықтардың және газдардың өздігінен араласуы;
- Молекулалардың үздіксіз және ретсіз (бейберекет) қозғалысы;
- Диффузияның маңызы туралы көзқарас қалыптастыру;
- Қорытынды жасау, логикалық ойлауды қалыптастыру;
- Оқушылардың танымдық қызығушылығын дамыту.
- Диффузияның заңдылықтарын сипаттайтын кейбір тәжірибелер жүргіздім.
Зерттеудің өзектілігі:
Ғылыми-техникалық жаңалықтарды ашуда физиканың маңызды екеніне көз жеткізе отырып, физика ғылымының салаларын дамыту керектігін дәлелдеу. Мен бұл тақырыпқа қызықтым және осы құбылыс туралы көбірек білуді шештім.
Зерттеу әдіс-тәсілі:
– мерзімді басылымдардан ақпарат жинау;
– статистикалық деректерге сүйену;
– интернеттен ақпарат жинау;
– энциклопедия, кітаптар мәліметтеріне сүйену;
Күтілетін нәтиже:
Оқушының физика пәніне деген қызығушылығын оята отырып, келешекте ғылымға жаңалықтар енгізуге талпыныс жасау.
Негізгі бөлім
Көптеген тәжірибелер заттар мен денелерді құрайтын бөлшектердің үздіксіз қозғалыста болатынын дәлелдеді. Дүниеде өзгермейтін, қозғалмайтын дене болмайтыны секілді, қозғалыс табиғаттағы, қоғамдағы барлық өзгерістерді түгел қамтиды. Қозғалыс – жалпы өзгеріс, нысандардың бір-біріне әрқалай әсер етуі және олардың қалпының ауысуы. Ол – материяның ажырамас, өмір сүру тәсілі. Қозғалыссыз материяның болмайтыны секілді, материясыз қозғалыстың болуы мүмкін емес. Қозғалыс сан алуан болып келеді. Әрбір қозғалыстыңтың өз иесі, өз тасымалдаушысы, яғни түпкі негізі болады. Сондай-ақ өсімдік бойындағы органикалық заттар, адамның қан тамырларындағы қан үнемі козғалыста болады. Заттарды құрайтын молекулалар мен атомдар да үздіксіз қозғалыста болатыны өздеріңе мәлім.
Алайда бізді қоршаған ортада қозғалмайтын денелерді де көреміз. Мысалы, бөлмедегі үстел, оның үстінде жатқан кітап, аялдамаға келіп тоқтаған автобус, құрылыстағы кран, әуежайдағы ұшақтар жерге қатысты қозғалмай тұрады.
Дегенмен бұл мысалдар дүниедегі барлық нәрселер қозғалыста болады деген пікірді жоққа шығара алмайды. Өйткені жер бетіне қатысты қозғалмай тұрған дене Жермен қоса оның осін айналады әрі онымен бірге Күнді де айнала қозғалады. Мысалға,ертеңгісін,жылы төсектен тұра алмай, маужырап жатқан кезіңізде, ас үй жақтан, мамаңыз демдеп жатқан хош иісті шәйдің,немесе кофенің иісі мұрныңызға сезілсе, дереу көңіліңіз жадырап,ұйқыңыз лезде ашылып кететіні айдан анық. Бұл иістің бөлмеден бөлмеге таралып, сіздің мұрныңызға жетуі, заттардың молекулаларының қозғалысы салдарынан. Молекулалардың көлемі аса кіші болғандықтан, затта олардың саны қыруарды құрайды. Кез-келген заттың молекулалары үнемі үздіксіз, ретсіз қозғалыста болады.Демек шәйдің иісі , бөлмедегі ауаның құрамына кіретін, газдың молекулаларымен түйісіп, ауада бірнеше рет бағытын өзгертеді екен.Сөйтіп , ретсіз қозғалыстың арқасында бүкіл бөлмеге тарап ,сіздің мұрныңызға жетеді екен. Екі зат ,еріксіз бір бірімен араласады.Яғни екі заттың молекулаларының бір бірімен араласып.,біріне бірі өтуі құбылысын диффузия дейміз.
Диффузия (лат. dіffusіo – таралу, жайылу) –молекулалардың жылулық қозғалысы салдарынан шеқаралас орналасқан әр түрлі заттардың бір-біріне өту құбылысы. Диффузия дененің бүкіл көлеміндегі концентрация мөлшерінің бірте-бірте теңелуін, сөйтіп оның бірқалыпты сипат алуын қамтамасыз етеді.Диффузия жылдамдығы температураға тікелей байланысты, алайда бүл процесс газдарда өте тез, сүйықтарда одан гөрі баяу, ал қатты заттарда өте баяу өтеді. Диффузия құбылысы барлық агрегаттық күйде, диффузияланатын заттың сол ортадағы шоғырлануы теңелгенге дейін жүре береді. Газ немесе сұйықтың молекулаларының бір орыннан екінші орынға ауысуы арқылы өз ішінде диффузиялануы өздік диффузия деп аталады. Диффузияның өту шапшаңдығы — диффузияланатын заттың тегіне және оның қандай жағдайда болуына байланысты анықталатын шама — диффузия коэффициентімен сипатталады. Диффузия коэффициентінің халықаралық бірліктер жүйесіндегі өлшеу бірлігі — м 2 /сек.
Диффузия құбылысы табиғатта маңызды роль атқарады: атмосфераның жер бетіне жақын орналасқан қабаттарындағы ауа құрамының біркелкі болуына ықпал етіп, өсімдіктердің дұрыс қоректенуіне жағдай туғызады
Тұрмыста, табиғатта және адам мен жан-жануарлар әлемінде диффузияның пайдалы да, зиянды да жақтары бар. Мысалы, ауадағы оттегі суға диффузия арқылы өтетіндіктен, ондағы жануарлар дем алып, тіршілік ете алады. Нақ осы жолмен ауадағы оттегі адам терісінен өтіп, оның организмін сауықтырады. Міне, сондықтан адам денесі терісінің үнемі таза болуы денсаулыққа жақсы әсер етеді. Қоректік заттар диффузия арқылы жануарлардың қарнынан, ішегінен өтіп, қанға беріледі. Одан әрі қан тамырларының қабырғаларынан етіп, бүкіл денеге тарайды. Диффузияның зиянды жақтарына келер болсақ, ауру тарататын микробтар, әр түрліулағыш заттар (темекі түтіні, арақ пен есірткі молекулалары) адам организміне оңай сіңіп, зор зиян келтіреді.
Диффузия құбылысынан мынадай қорытынды туады: денелерді құрайтын бөлшектер бір-бірінен белгілі бір қашықтықта орналасады және үздіксіз қозғалыста болады. Дене көлемінің үлкен бөлігін бос кеңістік алып тұрады. Тіпті, біртұтас атомныңда аса үлкен бөлігі бос кеңістік болып табылады. Атом көлеміндегі бос орынды салыстырмалы түрде көз алдына елестету үшін мына мысалды келтірейік: атомның ядросын шие көлеміндей үлкейтсек, онда осы шие – ядроны айнала қозғалатын атом электрондарының орбиталары үлкен футбол стадионындай болар еді. Ядроның кішілігі сондай, ол атом көлемінің 1/1 000 000 000 000 = 10 12 бөлігін ғана алады. Денелерді қыздырғанда диффузия жылдамырақ жүреді. Өйткені денелерді құрайтын бөлшектердің қозғалыс жылдамдығы оларды қыздыра түскен сайын арта береді. Газдағы диффузия өте жылдам жүреді, мысалға егер біздің анамыз тамақ пісіріп жатса, біз оның иісін сеземіз, анамыз жасап жаткан тамақ өте көп атом және молекулалардан тұрады, оның атом молекулалары жылулық қозғалыспен шығып ауамен диффузияланады, соның аркасында біз иісті сеземіз.
Диффузияның рөлі мен оның қолданылуы
Адам организміндегі диффузияның мәні зор.Оттек ауадан өкпенің қан тамырларына диффузия жолымен альвеол [ауа қапшықтары] қабырғалары арқылы жеңіл өтеді,одан кейін онда ери отырып,бүкіл организмге тарайды.Көмірқышқыл газы араласу арқылы қан қылтамырларынан өкпенің ауа талшықтарына өтеді.Тағамдағы қоректік заттар жасушаның ішінде араласады. Түтікшелі қалқа осмос арқылы өтетін сұйықтардағы диффузия құбылысы жануарлар мен өсімдіктер тіршілігінде маңызды рөл атқарады.Ол өсімдік тамырларының суды сіңіріп,өсімдіктер мен жануарлардың қоректі қорытуына және олардың жасушаларынан қалдықтардың шығуына әсер етеді. Диффузияның әсерінен планеталар атмосферасының химиялық құрамы бірдей болмайды. Диффузия құбылысының практикада қолданылу аясы өте кең. Металдары дәнекерлеу мен балқытып пісіру процестері пісірілген металдардың немесе негізгі метал мен дәнекердің диффузиясына негізделген. Қант қайнату зауыттарындағы қызылшадан қантты шығарып алу да диффузия құбылысына негізделген.Қызылша сумен немесе концентрациясы аз қант ерітіндісімен жуылады.Бұл кезде қант молекулалары қызылшадан ерітіндіге өтеді.
Диффузияның зиянды қасиеттері
Диффузия адам үшінде жаман қасиеттері бар. Кейде диффузия зиянды және тіпті қауіпті. Үйде тамақ дайындау үшін пайдаланатын табиғи жанғыш газ түсі немесе иіс жоқ, сондықтан оның ауаға таралып кетуін дереу байқау қиын, сондықтан әрдайым сақ болу керек. Олардың таралу жылдамдығы өте жоғары, сондықтан оған жалынның тию қаупі жоғары болады. Адамға газ иісі тез әсер етуінен олар уланып қалуыда ықтимал.
Кәсіпорындардың түтіндері атмосфераға көмірқышқыл газын, азот пен күкірттің оксидтерін шығарады. Қазіргі уақытта атмосфераға шығарылатын газдардың жалпы көлемі жылына 40 миллиард тоннадан асады.Атмосферадағы көміртегі диоксидінің артық мөлшері Жердің тірі әлемі үшін қауіпті, табиғатта көміртек циклін бұзады, қышқыл жаңбырының пайда болуына әкеледі.Диффузиялық процесс өзендер, теңіздер мен мұхиттардың ластануында маңызды рөл атқарады.Сонымен қатар, ластанған суда химиялық реакциялардан жылуды бөлу процесі пайда болады. Ал суда жылу бөлінуден ондағы оттегінің азаюынан тірі организмдер өмір сүруін тоқтатады. Өнеркәсіптік құбырлардан зиянды газдардың шығарылуын азайту үшін арнайы сүзгілер орнатылу керек.Су объектілерінің ластануын болдырмау үшін қоқыс, тамақ қалдықтары, көң және әртүрлі химиялық заттар жағаға жақын жерде тасталмауы қажет. Табиғатта және өмірде, сонымен қатар бізді қоршаған әлемде диффузияның мәні қаншалықты зор екендігін көріп отырмыз тірі ағзалар мүмкін емес еді, егер бұл құбылыс болмаса. Өкінішке орай, біз осы құбылыстың теріс көрінісіменде күресуіміз керек, бірақ әлдеқайда оң факторлар бар, сондықтан біз табиғатта диффузияның мәні ерекше екенін айтала аламыз.
Үй жағдайында жүргізген тәжірибелерім
1-тәжірибе: қант пен тұз суық суға қарағанда ыстық суда тезірек ериді. Оның себебі: ыстық судың молекулалары салқын судың молекуласына қарағанда жылдамырақ қозғалады. Сөйтіп қант бөлшектерін ыстық су молекулалары жиі-жиі соққылап, тездетіп ерітеді. Екі металды түйістіріп, балқыта қыздырсақ, олар бірімен-бірі берік тұтасып қалады. Өйткені молекулалардың қозғалыс жылдамдығы артады да, екі металдың бөлшектерінің бір-біріне өтуі шапшаңдайды. Бұл құбылысты шеберханадағы ұсталар металдарды өңдеп, әр түрлі бұйымдар жасау үшін пайдаланады.
2-тәжрибе: Стақанның үштен біріне су құямыз,бірнеше тамшы уксус тамызамыз. Шай қасықтың төрттен біріндей ас содасын қосамыз. Суда көпіршіктер пайда болады. Лимонадтағыдай көмірқышқыл газы бөлінеді.Себебі: сода мен уксустың молекулалары қозғалады. Сода мен уксустың молекулалары бір бірімен араласты.Сұйықтардың молекулалары қозғалады.
3-тәжрибе: өткір иісті иіс суды үстімізге сепсек , оның иісі сол уақытта ягни тез арада бөлме ішіне таралып кетеді. Бұдан затты құрайтын ұсақ бөлшектер үздіксіз қозғалыста болады деп жорамалдауға болады.
Тәжірибе нәтижелерін былайша корытындылаймыз: Диффузия құбылысы молекулалар өздігінен араласуы арқылы жүреді немесе біз өзіміз араластыру арқылы да жүреді, яғни молекулалар үздіксіз, бей – берекет қозғалады және бір- бірімен соқтығысады.
Қорытынды
Барлық жағдайда біз диффузия процесін байқадық. Диффузия – бұл ерекше процесс. Диффузияның ұзақтығы заттың сипатына байланысты.Температурада неғұрлым жоғары болса, жылдамырақ диффузия жүреді.Біз бұл жұмысымызда сұйықтар мен газдардағы диффузияны зерттедік. Ал қатты дене үшін диффузия процесі ұзақ уақытты алады.
Жасалған жұмыстардың негізінде адамның және жануарлардың өміріндегі диффузияның рөлі зор, бұл құбылыс болмаса, Жер бетінде өмір сүру мүмкін емес.Бірақ бұл құбылыс жағымды жағымен қоса табиғатқа зиян келтіреді, біз адамдарға экологиялық проблемалармен күресуге, табиғатты қорғауға, жас кезімізден үлкен үлесімізді қосуымыз керек.
Осы жұмысты жазу барысында физика пәні туралы көп мағлұмат алдым. Физикалық тәжірибелерді жасауды үйрендім. Физиканың адам өміріне, ғылымға керек екенін ұғындым. Диффузияның пайдалы және зиянды жақтарына тәжірибе нәтижесінде көзімді жеткіздім. Бізді қоршап тұрғанның бәрі физика екеніне көзім жетті.
« Диффузия құпиясы: пайдасы мен зиянды жақтары» атты ғылыми жобасына
Пікір
Ақбас Ержет зерттеу жұмысын жүргізу барысында өз бойындағы дарындылықты жүйелі жүзеге асыру жолында ізденісін тиянақты жеткізе білген.
Ержеттің бұл жұмысты таңдап алуға 7-сыныпта физика пәнінен өткен «Диффузия» тақырыбы себеп болған. Диффузия түрлері және зиянды жақтары, сонымен қатар еліміздегі экологиялық проблемалар оқушы қызығушылығын туындатқан.
Зерттеу жұмысында Ержет әр түрлі ақпараттар жинай отырып, ғаламтордан қызықты мәліметтер алып, экологиялық проблемаларға қатысты көптеген мәліметтер іздеген. Іздену барысында өз оқушымның көптеген қызықты ақпараттарға тап болып, адамның және жануарлардың, өсімдіктердің өміріндегі диффузияның рөлі зор, бұл құбылыс болмаса, Жер бетінде өмір сүру мүмкін еместігін және тигізетін әсерін нақты айқындай білгені мені қатты қуантты.
Болашақта Ержет осы ғылыми жұмысты әрі қарай дамытып, ізденіп әлі талай қызықты дүниелердің құпиясын ашатындығына сеніммен қараймын.