Khuếch tán: chuyển động ngẫu nhiên có thể tạo ra sự chuyển dịch ròng theo hướng
Đã giới thiệu| English | Ý nghĩa |
|---|---|
| diffusion/dɪˈfjuːʒn/ | sự khuếch tán |
| concentration gradient/ˌkɒnsənˈtreɪʃn ˈɡreɪdɪənt/ | gradient nồng độ |
Điều gì có thể giải thích quan sát này?
- Oxy đi vào tế bào đang hô hấp trong khi carbon dioxide có thể thoát ra ngoài. Hướng khuếch tán tổng hợp phụ thuộc vào sự chênh lệch nồng độ của từng chất.
- Bắt đầu bằng một dự đoán. Nêu rõ các đại lượng hoặc đặc điểm bạn sẽ so sánh, sau đó quyết định bằng chứng nào có thể phân biệt hai lời giải thích.
Xây dựng mô hình
- Khuếch tán là sự lan tỏa của các hạt trong dung dịch hoặc khí, tạo ra chuyển động tổng hợp từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp. Oxy và carbon dioxide khuếch tán trong quá trình trao đổi khí. Urea có thể khuếch tán từ tế bào vào huyết tương trước khi bài tiết. Các hạt di chuyển theo cả hai hướng, trong khi sự chênh lệch nồng độ quyết định kết quả tổng hợp.
- khuếch tán: Sự lan tỏa tổng hợp của các hạt từ nơi có nồng độ cao sang nơi có nồng độ thấp; bậc梯度 nồng độ: Sự khác biệt về nồng độ giữa hai vùng.
Sự thay đổi nào làm tăng tốc độ khuếch tán ròng khi các điều kiện khác tương đương?
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Tốc độ khuếch tán ròng tăng với chênh lệch nồng độ, diện tích và nhiệt độ, và giảm với khoảng cách. Chênh lệch nồng độ lớn hơn làm dốc gradient; nồng độ bằng nhau cho chuyển động ròng bằng không.
Ghép mỗi thuật ngữ kỹ thuật với ý nghĩa chính xác của nó.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Sử dụng các định nghĩa để phân biệt các đại lượng và quá trình liên quan.
Chọn bằng chứng có thể kiểm chứng
- Sự chênh lệch nồng độ lớn hơn tạo ra tốc độ khuếch tán tổng hợp cao hơn trong điều kiện tương đương. Nhiệt độ cao hơn làm tăng chuyển động của hạt, và diện tích bề mặt màng lớn hơn cho phép nhiều quá trình chuyển vận diễn ra cùng lúc. Một bề mặt trao đổi mỏng hơn mang lại lộ trình ngắn hơn, như đã phân tích trong phần về bề mặt trao đổi.
- Sử dụng mô hình do giáo viên chấp thuận hoặc dữ liệu nồng độ được cung cấp. Nêu rõ chất nào đang được theo dõi, xác định phía có nồng độ cao và thấp của chất đó, và giữ nguyên nhiệt độ, diện tích tiếp xúc và thời gian khi so sánh một biến số. Không coi chất mô hình có màu là phép đo trực tiếp cho mọi loại khí hoặc chất tan.
Hai thói quen nào sau đây giúp việc nghiên cứu hoặc mô hình trong trường hợp này trở nên thuyết phục hơn?
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Việc nêu rõ các điều kiện và giả thiết giúp người khác lặp lại công việc chính xác, và ghi lại bằng chứng hỗ trợ giúp họ kiểm tra kết luận. Giấu đi các kết quả mâu thuẫn sẽ loại bỏ bằng chứng có thể thách thức một kết luận sai, và một phép đo lường không thể khẳng định một tuyên bố rộng hơn.
Làm việc từ các đại lượng đã biết
- Nêu các giá trị đã biết và đơn vị của chúng. Chọn công thức vì các giả thiết của nó phù hợp với trường hợp này, sau đó biến đổi trước khi thay số.
- Đã biết: trong một khoảng thời gian của mô hình, 70 hạt di chuyển từ A sang B và 25 từ B sang A. Chuyển dịch ròng A→B =70−25=45 hạt. Nếu cả hai hướng sau đó đều cho 40 lần vượt qua, chuyển dịch ròng là không, mặc dù 80 lần vượt qua đã xảy ra. Điều này minh họa tại sao không có chuyển dịch ròng không có nghĩa là các phân tử ngừng chuyển động.
Trong một khoảng thời gian 62 hạt di chuyển A→B và 22 di chuyển B→A. Tính toán chuyển vận tổng hợp A→B. Sử dụng cùng một quy trình: các đại lượng đã biết → mô hình → mối quan hệ → thay thế → đơn vị và giải thích.
Trong một khoảng thời gian 62 hạt di chuyển từ A→B và 22 hạt di chuyển từ B→A. Tính lượng chuyển dịch ròng từ A→B.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Kết quả là 40 hạt. Đã biết: 62 hạt đi từ A sang B và 22 đi từ B sang A trong một khoảng thời gian. Chuyển dịch ròng = 62 - 22 = 40 hạt từ A sang B. Chuyển động tiếp tục theo cả hai hướng trong suốt.
Kiểm tra kết luận và giới hạn của nó
- Khuếch tán không đòi hỏi hô hấp cung cấp năng lượng cho chuyển động tổng hợp của các hạt. Bậc梯度 nồng độ là đặc thù cho từng chất; oxy và carbon dioxide có thể có bậc梯度 ngược nhau trên cùng một bề mặt.
- Quay trở lại quan sát ban đầu. Giải thích kết quả hỗ trợ điều gì, những điều kiện nào mà nó giả định, và một cách để kiểm chứng một giải thích cạnh tranh.
Ở trạng thái khuếch tán thuần bằng không, mọi hạt đều ngừng chuyển động. Khẳng định này là sai: Các hạt luôn chuyển động ngẫu nhiên. Khuếch tán thuần bằng không có nghĩa là hai chiều cân bằng nhau - số lượng hạt đi qua mỗi hướng như nhau - chứ không phải là chuyển động đã dừng lại.
Khuếch tán: chuyển động ngẫu nhiên có thể dẫn đến chuyển vận tổng hợp theo hướng: Sự chênh lệch nồng độ lớn hơn tạo ra tốc độ khuếch tán tổng hợp cao hơn trong điều kiện tương đương. Nhiệt độ cao hơn làm tăng chuyển động của hạt, và diện tích bề mặt màng lớn hơn cho phép nhiều quá trình chuyển vận diễn ra cùng lúc. Một bề mặt trao đổi mỏng hơn mang lại lộ trình ngắn hơn, như đã phân tích trong phần về bề mặt trao đổi.
Tại điểm khuếch tán ròng bằng không, mọi hạt đã ngừng di chuyển.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Các hạt chuyển động ngẫu nhiên mọi lúc. Khuếch tán ròng bằng không có nghĩa là hai chiều cân bằng - số hạt đi mỗi hướng như nhau - chứ không phải chuyển động đã ngừng.
Sự lan tỏa ròng của các hạt từ nơi nồng độ cao sang nơi nồng độ thấp: viết thuật ngữ kỹ thuật.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
diffusion có nghĩa là sự lan tỏa ròng của các hạt từ nơi nồng độ cao sang nơi nồng độ thấp.