科学在身边:扩散现象的应用

2014-05-22 10:53:33   来源:小熊教育网   点击:



  不同物质在互相接触时,彼此进入对方的现象叫做扩散,它是由分子的热运动自发地产生物质的迁移,产生的主要原因是由于浓度差、温度差或外部作用所引起的。

  其实扩散现象在生活生产中有很多应用,下面来了解几个扩散现象应用实例。

  一、扩散现象在日常生活中的应用

  1.腌制菜肴:

  腌菜具有助消化、消油腻、调节脾胃等的作用,因此中国、韩国人都喜欢吃腌菜。

  首先将准备腌制的菜洗干净,切成条状或小段,将干辣椒切丁、生姜切成粉末状,准备一些八角、桂皮;将腌菜用的瓶子清洗干净;然后将菜放入瓶中,铺一层菜,撒入辣椒、姜、五香粉,再撒入食盐,放入八角、桂皮等。菜装好后,封好瓶子盖;随着时间推移,盐、五香粉等佐料分子就会由于扩散现象进入到菜中,等待一段时间,这样就可以吃到可口的腌菜啦。

  2.清洁除臭:

  厨房中存在各种刺激性食物气味,如洋葱味、大蒜味、鱼腥味、强烈的油烟味和其他气味,卧室、客厅和卫生间的烟味、霉味,办公室、酒店等一些通风不畅的场所存在一些难闻气味,使人感觉很不舒服。

  将一盒固态空气清新剂起盖后放在上述环境中,过一段时间上述异味就闻不到了,还可以闻到很好闻的香味,原来固体清新剂中物质的分子由于扩散现象散发到空中,冲淡了原来的气味。

  二、扩散现象在医疗上的应用

  血液透析是治疗急、慢性肾功能衰竭和某些急性药物、毒物中毒的有效方法。

  正常的肾脏负责将血液中的尿素、多余的盐、多余的水滤出,然后储存到膀胱内。当肾衰竭后丧失功能,上述废物就不能排除血液,使得血液透析压升高,细胞失水,会威胁生命。

  如果将患者的血液和透析液同时引进透析器中,利用透析器(人工肾)的半透膜,把病人的血液浸在透析液中的透析膜中,血液中重要的胶体蛋白质和血细胞不能透过透析膜,血液内的毒性物质则可以透过,这些有毒物质的分子就会扩散到透析液中,因此被除去,并补充碱基以纠正酸中毒,调整电解质紊乱,替代肾脏的排泄功能。

  三、扩散现象在工业生产上的应用

  1. 渗碳法:

  钢铁公司在制造钢铁零件时,为了增加零件表面的硬度,通常在零件的表面渗入碳物质。操作时,将钢件放入渗碳剂中,通过加热,钢件表面含碳量增加,与中心部位含碳量出现浓度差,钢件表面的碳会向钢件内部扩散。碳分子在钢件中的扩散速度主要取决于温度,同时与工件中被渗元素内外浓度差和钢中合金元素含量有关。这样可以使碳分子扩散到钢件中,减小了钢件分子之间的间隔,使钢件的硬度增大。

  2.渗铝法:

  渗铝法是在高温下通过化学剂的作用使钢或铸铁工件的表面饱和一层铝分子,其操作方法与“渗碳法”差不多,将钢制件浸没于熔化后液态的铝中完成,先由液态的铝向固态的钢进行扩散,然后进一步扩散到钢材内部,其目的在于提高钢及铸铁工件在高温下抵抗氧化的能力。

  3.杂质半导体:

  半导体常温下的导电性能介于导体与绝缘体之间,其导电性能与温度有关,半导体材料性能对温度的敏感性,可制作热敏和光敏器件,又造成半导体器件温度稳定性差的原因。

  在纯半导体材料中掺入少量合适的杂质元素,可得到杂质半导体,即可达到控制半导体性能的目的,而掺入杂质时则利用了扩散法。

  四、扩散现象在农业生产中的应用

  农业中,为了达到增加产量丰收的目的,农民要在种了庄稼的地里施撒化肥,这些化肥(氮、磷、钾)落到土壤中后,便溶解于土壤中,这些含有的氮、磷、钾的溶液分子在土壤中进行扩散,便于庄稼吸收,以利生长。

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