Quali fenomeni confermano il movimento delle molecole: la diffusione. Raccolta di compiti per la preparazione ai compiti dell'Esame di Stato Unificato Livello C3

Esperimenti scientifici, condotti da molto tempo da scienziati di tutto il mondo, hanno chiaramente dimostrato che le particelle che compongono tutti i corpi sono in costante movimento.

La dottrina di queste minuscole particelle che compongono qualsiasi sostanza (solida, liquida, gassosa) è nata durante il periodo di massimo splendore delle culture antiche molto prima della nostra era. I famosi scienziati e filosofi Democrito, Epicuro, Anassagora, Lucrezio e altri concordavano sul fatto che tutto è costituito dai più piccoli atomi indivisibili e che vari atomi formano le corrispondenti varie sostanze. Risposta alla domanda: "Quali fenomeni confermano il movimento delle molecole?" è stato ritrovato più tardi. Questi germi di idee cominciarono a prendere forma nella moderna teoria cinetica molecolare solo nel XVIII secolo d.C.

Quali fenomeni confermano il movimento delle molecole?

Gli scienziati hanno iniziato a indovinare che le molecole si muovono in modo caotico molto tempo fa. Ma affinché le ipotesi diventassero qualcosa di più serio e ricevessero giustificazione scientifica, i fisici dovevano rispondere alla domanda per se stessi e per il mondo intero: "Quali fenomeni confermano il movimento delle molecole?"

• La prima cosa che mi viene in mente è lo scioglimento.
• Il secondo è l'evaporazione.
• E la terza cosa, la più difficile, è la diffusione.

Diffusione

La diffusione è la penetrazione reciproca delle molecole di una sostanza nei vuoti intermolecolari di un'altra sostanza. Tradotto dal latino, il termine “diffusione” significa “diffusione, diffusione”.

Le particelle che compongono i corpi (gassosi, liquidi, solidi) si trovano ad una certa distanza l'una dall'altra e sono in costante movimento.

È interessante notare che la maggior parte del volume di qualsiasi corpo è occupata da spazio libero. Per comprendere la scala, puoi immaginare il nucleo di un atomo sotto forma di una piccola nocciola, quindi le orbite degli elettroni di questo atomo saranno approssimativamente uguali alle dimensioni di una grande pista di pattinaggio o di un'enorme piscina.

Diffusione nei gas

Le molecole si muovono più velocemente nei gas. In questo caso, le particelle si muovono in modo caotico.

La diffusione avviene sia tra gas omogenei che tra gas a diversa concentrazione.

Diffusione nei liquidi

I legami tra le molecole nei liquidi sono più forti che nei gas.

Se aggiungi lentamente e con attenzione acqua limpida a un bicchiere riempito per metà con una soluzione di solfato di rame, all'inizio il confine tra il liquido blu e quello trasparente sarà chiaramente e nettamente segnato. Dopo un brevissimo periodo di tempo, l'acqua inizierà a diventare blu, il confine sarà sfumato, e successivamente il liquido diventerà azzurro e quasi omogeneo.

Diffusione nei solidi

Il movimento delle molecole nei solidi è molto lento. Tuttavia, se, ad esempio, si fonde una piccola quantità d'oro su una barra di piombo e la si lascia lì a una temperatura di almeno 300 gradi, dopo un giorno le molecole d'oro penetreranno per circa un centimetro nei vuoti intermolecolari del Guida.

Diffusione in condizioni di riscaldamento

Quando riscaldata, la diffusione avviene molto più velocemente, quindi possiamo concludere che maggiore è la temperatura corporea, maggiore diventa la velocità di movimento delle molecole. Di conseguenza, quanto più velocemente le molecole si muovono, tanto più aumenta la temperatura corporea. A temperature prossime allo zero assoluto, la velocità di movimento delle particelle è ridotta al massimo.

Esempi di diffusione

Esempi di diffusione si riscontrano nella vita quotidiana, nell'industria, nella vita dell'uomo e degli animali:

• processi di saldatura e brasatura;
• produzione di leghe metalliche;
• respirazione dei pesci e degli invertebrati terrestri;
• il flusso di nutrienti dall'intestino al sangue;
• infezione da virus e infezioni;
• fumare;
• estrazione dello zucchero da barbabietola e canna;
• distribuzione degli odori (industria dei profumi, aromaterapia, cerimonie religiose);
• comunicazione degli insetti;
• danni causati da gas lacrimogeni e altri gas velenosi, camere a gas nei campi di concentramento;
• inquinamento ambientale;
• preparare infusi, tè e caffè, preparare tinture, composte, sciroppi, sciogliere zucchero e sale;
• miscelare cocktail;
• salatura e marinatura di verdure e altri prodotti;
• lacrime di cipolla.

Diffusione: prova

1. Quali fenomeni confermano il movimento delle molecole? a) dissoluzione, evaporazione, diffusione; b) diffusione, riscaldamento, incollaggio.
2. Può una goccia di olio vegetale coprire l’oceano? a) sì; b) no, si diffonderà tanto quanto lo consente lo spessore di una molecola.
3. In quali corpi la diffusione procede più velocemente? a) nei gas; b) nei liquidi; c) nei solidi; d) non ha importanza.
4. Quando riscaldati, liquidi, metalli e gas in volume: a) aumentano; b) diminuzione; c) non cambiare.
5. La velocità delle molecole nell'aria ferma è la stessa sia nella stagione calda che in quella fredda? a) più veloce quando fa freddo; b) più lento con il caldo; c) più lento nella stagione fredda; d) la velocità non cambia.
6. Quale conclusione si può trarre studiando il materiale sulla diffusione: a) le molecole di tutte le sostanze sulla Terra sono immobili; b) le molecole di tutte le sostanze si muovono a una velocità o all'altra.
7. La diffusione dipende dalla temperatura dei corpi: a) con l'aumentare della temperatura la diffusione comincia a procedere più lentamente; b) con l'aumentare della temperatura, la diffusione comincia ad avvenire più velocemente; c) la diffusione non dipende in alcun modo dalla temperatura.

Risposte: I - a; II-b; III-a; IV-a; V - dentro; VI-b; VII-b.

Se tutti i corpi sono costituiti da minuscole particelle (molecole o atomi), perché i solidi e i liquidi non si scompongono in singole molecole o atomi? Cosa li fa aderire insieme, dal momento che le molecole sono separate da spazi vuoti e sono in continuo movimento casuale?

Il fatto è che esiste un'attrazione reciproca tra le molecole. Ogni molecola attrae tutte le molecole vicine e il nome stesso viene attratto.

Quando spezziamo un filo, spezziamo un bastoncino o strappiamo un pezzo di carta, superiamo le forze di attrazione tra le molecole.

È completamente impossibile notare l'attrazione tra due molecole. Quando molti milioni di tali particelle vengono attratte, l’attrazione reciproca diventa significativa. Pertanto, è difficile rompere una corda o un filo d'acciaio con le mani.

L'attrazione tra le molecole di sostanze diverse non è la stessa. Questo spiega le diverse forze dei corpi. Ad esempio, il filo di acciaio è più resistente del filo di rame. Ciò significa che le particelle di acciaio sono attratte tra loro in modo più forte rispetto alle particelle di rame.

L'attrazione tra le molecole diventa evidente solo quando sono molto vicine tra loro. A una distanza maggiore della dimensione delle molecole stesse l'attrazione si indebolisce. Due gocce d'acqua si fondono in una se si toccano. Due cilindri di piombo si bloccano insieme quando vengono premuti strettamente insieme su superfici lisce e appena tagliate. In questo caso la frizione può essere così forte che i cilindri non possono essere separati l'uno dall'altro anche sotto carico pesante (Fig. 11).

Tuttavia, i frammenti di vetro non possono essere riparati nemmeno premendoli con forza. A causa delle irregolarità, non è possibile avvicinarli alla distanza alla quale le particelle possono attrarsi a vicenda. Ma se si ammorbidisce il vetro riscaldandolo, le diverse parti possono essere unite e il vetro in questo caso viene saldato .

Ciò significa che le particelle di vetro si trovano a una distanza tale che tra loro agisce l'attrazione.

L'unione di pezzi di metallo mediante saldatura o brasatura, nonché l'incollaggio, si basa sull'attrazione reciproca delle molecole.

Di conseguenza tra le molecole (atomi) esiste un'attrazione reciproca, che si nota solo a distanze paragonabili alla dimensione delle molecole (atomi) stesse.

Proviamo a capire perché ci sono degli spazi tra le molecole. Se le molecole sono attratte l'una dall'altra, dovrebbero restare unite. Ciò non accade perché contemporaneamente si verifica repulsione tra le molecole (atomi).

A distanze paragonabili alla dimensione delle molecole (atomi) stesse, l'attrazione è più evidente e, con un ulteriore approccio, la repulsione.

Molti fenomeni osservati confermano l'esistenza della repulsione tra le molecole.

Quindi, ad esempio, un corpo compresso si raddrizza. Ciò è dovuto al fatto che quando vengono compresse, le molecole si trovano a una distanza tale l'una dall'altra che inizia a comparire la repulsione.

Alcuni fenomeni che si verificano in natura possono essere spiegati dall'attrazione reciproca delle molecole, ad esempio la bagnatura di un solido da parte di un liquido.

Una lastra di vetro è sospesa alla molla su un filo in modo che la sua superficie inferiore sia orizzontale (Fig. 12). Questa piastra viene portata in una nave con acqua in modo che si trovi sulla superficie dell'acqua (Fig. 12, a). Quando la piastra viene sollevata dall'acqua, la molla si allungherà notevolmente (Fig. 12, b). Ciò dimostra l'esistenza di attrazione tra le molecole. Nel tratto della primavera puoi giudicare quanto sia bello. Dopo aver strappato la piastra, puoi vedere che su di essa rimane un sottile strato d'acqua, ad es. la piastra è inumidita con acqua (Fig. 12, c). Ciò significa che quando si stacca la piastra si supera l'attrazione tra le molecole d'acqua. La rottura non è avvenuta nel punto in cui le molecole d'acqua toccano le particelle di vetro, ma nel punto in cui le molecole d'acqua si toccano tra loro.

L'acqua bagna non solo il vetro, ma anche il cuoio, il legno e altre sostanze.

In molti casi, l’acqua potrebbe non bagnare il corpo. Ad esempio, se immergi un pezzo di cera o paraffina nell'acqua e poi lo tiri fuori, risulterà asciutto. Tutti sanno che l'acqua non bagna le superfici oleose dei corpi.

Tutti gli esempi forniti possono essere facilmente spiegati.

Se un liquido bagna un corpo solido, ciò significa che le molecole del liquido sono attratte tra loro in modo meno forte che verso le molecole del corpo.

Quando si verifica la non bagnabilità significa che le molecole del liquido sono attratte più fortemente tra loro che verso le molecole del solido.

Nella vita di tutti i giorni incontriamo spesso i fenomeni di bagnatura e non bagnatura.

Ad esempio, grazie al fenomeno della bagnatura possiamo scrivere, asciugare oggetti bagnati, ecc.

1. Come interagiscono le molecole tra loro? 2. Quando la repulsione è più evidente e quando l'attrazione tra le molecole? 3. Quale fenomeno osservato in natura si basa sull'attrazione delle molecole di un solido e di un liquido? 4. Quali esempi di bagnatura e non bagnatura di solidi da parte di liquidi si possono fornire?

Esercizio 2

1. Inumidire due pezzi di carta: uno con acqua, l'altro con olio vegetale. Rimarranno uniti? Giustifica la tua risposta.

2. Le piume e il piumino degli uccelli acquatici rimangono asciutti. Quale fenomeno si osserva qui?

Elementi della risposta corretta

Sono stati commessi errori nelle frasi 2, 3, 4, 6.

La frase 2 afferma erroneamente una delle proprietà degli enzimi.

La frase 3 afferma erroneamente la capacità di un enzima di partecipare a diversi tipi di reazioni.

La frase 4 indica erroneamente la peculiarità dell'interazione dell'enzima con il substrato.

La Proposizione 6 indica erroneamente le caratteristiche cinetiche degli enzimi nel caso generale.

Elementi della risposta corretta

Sono stati commessi errori nelle frasi 1, 3, 4, 5.

La frase 1 indica erroneamente la composizione dei carboidrati.

Nella frase 3, una delle funzioni dei carboidrati è indicata in modo errato.

Le frasi 4 e 5 indicano erroneamente le sostanze di stoccaggio nelle cellule vegetali e animali.

Elementi della risposta corretta

Sono stati commessi errori nelle frasi 1, 2, 3.

Nella frase 1, uno dei solventi lipidici è errato.

La frase 2 afferma erroneamente la struttura chimica dei lipidi.

Nella frase 3 una delle funzioni è indicata in modo errato e l'altra non è nominata.

Elementi della risposta corretta

Sono stati commessi errori nelle frasi 2, 4, 6.

La frase 2 nomina erroneamente un carboidrato che fa parte del DNA.

La frase 4 ha il codice DNA sbagliato.

La frase 6 nomina erroneamente il processo di sintesi dell'mRNA dal DNA.

Elementi della risposta corretta

Frase 2 – la struttura cellulare degli organismi è stata scoperta e descritta da un altro scienziato.

Frase 3 – Rudolf Virchow non ha creato vaccini.

Frase 5 – K.A. Timiryazev non ha dimostrato che le piante rilasciano ossigeno durante la fotosintesi. Ciò è stato fatto da un altro ricercatore (J. Priestley).

Elementi della risposta corretta

Sono stati commessi errori nelle frasi 2, 3, 5.

La frase 2 nomina erroneamente una delle sostanze di partenza coinvolte nella fotosintesi.

La frase 3 è una generalizzazione errata: non tutte le cellule procariotiche ed eucariotiche hanno cloroplasti.

Nella frase 5 uno dei prodotti della fase oscura viene nominato erroneamente.

Compiti di livello C3

Nota: Gli esempi di risposte fornite non sono gli unici possibili. È importante che la tua risposta non distorca il significato della domanda e non contenga errori biologici.

Elementi della risposta corretta

1. I sistemi viventi sono costituiti da cellule.

2. Una cellula può far parte di un organismo multicellulare o di un organismo indipendente.

3. I sistemi viventi si sviluppano da una singola cellula.

Rispondi a te stesso

Dimostrare che l'insieme delle cellule, dei tessuti e degli organi non costituisce ancora un organismo.

Dimostrare che una singola cellula può essere un organismo indipendente.

Elementi della risposta corretta

1. La cellula partecipa al costante scambio di sostanze ed energia con l'ambiente.

2. La cellula risponde ai segnali ambientali e ritorna al suo stato originale. Le sue reazioni agli stimoli sono reversibili.

3. La cellula è in grado di regolare la sua composizione chimica.

Rispondi a te stesso

Dimostrare che il livello della biosfera è il livello più alto di organizzazione della vita.

Qual è il punto comune di tutti i sistemi viventi?

Elementi della risposta corretta

1. Le cellule procariotiche non hanno un nucleo formato o organelli a doppia membrana.

2. Le cellule procariotiche si riproducono per divisione.

3. Le cellule eucariotiche hanno un nucleo con un set cromosomico, organelli a membrana singola e doppia. Tali cellule si riproducono sia asessualmente che sessualmente.

4. Le cellule eucariotiche sono molte volte più grandi delle cellule procariotiche.

Rispondi a te stesso

Confronta la struttura delle cellule vegetali e animali.

Confermare con i fatti l'idea dell'unità chimica della natura vivente e inanimata.

Quali segni sono caratteristici dei virus?

Elementi della risposta corretta

1. Il doppio strato lipidico della membrana garantisce la penetrazione selettiva delle sostanze nella cellula.

2. Le proteine ​​integrate svolgono funzioni di trasporto, costruzione e segnalazione.

3. I carboidrati incorporati svolgono funzioni strutturali e di segnalazione.

4. La plasticità della membrana le consente di svolgere i processi di fagocitosi e pinocitosi.

Rispondi a te stesso

Dimostrare che la membrana cellulare è una barriera semipermeabile tra la cellula e l'ambiente.

Elementi della risposta corretta

L'ingresso di sostanze nella cellula può avvenire nei seguenti modi:

1) fagocitosi;
2) pinocitosi;
3) diffusione e osmosi;
4) con l'aiuto di speciali proteine ​​di trasporto, ad esempio una pompa del sodio o del calcio.

Rispondi a te stesso

Cos'è il trasporto ionico attivo?

Descrivere il trasporto attivo e passivo di sostanze attraverso la membrana cellulare.

Elementi della risposta corretta

– struttura a doppia membrana di questi organelli;
– aumento della superficie di lavoro dovuto alle membrane interne – tilacoidi nei cloroplasti e creste nei mitocondri;
– questi organelli sono capaci di sintesi e riproduzione proteica;
– L’ATP è sintetizzato sia nei cloroplasti che nei mitocondri.

Differenze:

– i cloroplasti contengono clorofilla e si trovano solo nelle cellule vegetali;
– i mitocondri si trovano sia nelle cellule vegetali che in quelle animali;
– La fotosintesi avviene nei cloroplasti e i mitocondri effettuano la respirazione cellulare.

Rispondi a te stesso

Confronta le funzioni dei lisosomi e dell'apparato di Golgi.

Quali sono le caratteristiche della struttura e delle funzioni del reticolo endoplasmatico?

Qual è la struttura e la funzione del nucleo?

Elementi della risposta corretta

1. Il DNA e l'RNA sono polinucleotidi.
2. DNA e RNA sono acidi.
3. Il DNA è una molecola elicoidale costituita da due catene antiparallele complementari, contenenti il ​​carboidrato desossiribosio e le basi nucleiche: adenina, guanina, citosina e timina.
4. L'RNA è una molecola a filamento singolo che contiene uracile invece di timina e ribosio invece di desossiribosio.
5. DNA: memorizza e trasmette informazioni ereditarie.
6. RNA – assicura il trasferimento di informazioni durante la sintesi delle proteine ​​nei ribosomi.

Rispondi a te stesso

Dimostrare che la struttura della molecola di DNA garantisce lo svolgimento delle sue funzioni.

Perché il processo di biosintesi delle proteine ​​è chiamato sintesi del modello?

Qual è il ruolo dei ribosomi nella biosintesi delle proteine?

Elementi della risposta corretta

1. Il metodo di nutrizione autotrofo è caratteristico degli organismi vegetali e di alcuni batteri.

2. La modalità di nutrizione eterotrofa è caratteristica degli animali, dei funghi, di alcune piante e di molti batteri.

3. I metodi di nutrizione autotrofi - foto o chemiosintesi - utilizzano l'energia luminosa o l'energia di ossidazione dei composti inorganici.

4. Il metodo di nutrizione eterotrofo utilizza l'energia dei composti organici contenuti in corpi vivi o morti.

Rispondi a te stesso

Dimostrare che il metabolismo avviene sia a livello cellulare che a livello di biosfera dell'organizzazione della vita.

Descrivere le fasi principali della respirazione cellulare.

Elementi della risposta corretta

1. La respirazione è un processo associato all'ossidazione dei carboidrati e allo stoccaggio di parte dell'energia rilasciata sotto forma di ATP.

2. Negli organismi aerobici, durante la respirazione si formano anidride carbonica, acqua e ATP.

3. Durante la respirazione, l'ossigeno viene assorbito e l'anidride carbonica viene rilasciata.

4. Durante il processo di fotosintesi vengono assorbite energia luminosa, acqua e anidride carbonica e si formano sostanze organiche e ossigeno.

Rispondi a te stesso

Quali sostanze sono coinvolte nel processo di fotosintesi e respirazione e cosa succede loro?

Quali sono le differenze nel metabolismo tra organismi anaerobici e aerobici?

Come viene convertita l'energia durante i processi di fotosintesi e respirazione?

Elementi della risposta corretta

1. La mitosi è un metodo di riproduzione cellulare asessuata, che garantisce la conservazione delle informazioni ereditarie, la crescita e lo sviluppo dell'organismo.

2. La meiosi è un metodo di formazione dei gameti che promuove l'emergere di nuove combinazioni genetiche.

3. Come risultato della mitosi, si formano nuclei diploidi delle cellule figlie e, come risultato della meiosi, si formano nuclei aploidi.

4. Come risultato della mitosi, dal nucleo di una cellula si formano due nuclei di due nuove cellule.

5. Come risultato della meiosi, da un nucleo di una cellula diploide si formano quattro nuclei aploidi di quattro cellule.

Rispondi a te stesso

Qual è il significato biologico della mitosi e della meiosi?

In che modo la struttura dei gameti è correlata alle loro funzioni?

Elementi della risposta corretta

1. I vantaggi della riproduzione sessuale consistono nel fatto che dà come risultato la formazione di individui portatori di nuove combinazioni ereditarie di tratti, il che porta ad un aumento della diversità degli organismi.

2. Gli svantaggi della riproduzione sessuale includono la probabilità di trasmettere malattie ereditarie nascoste alla prole, difficoltà nel trovare un partner sessuale in alcuni organismi, dispendio energetico per la cura della prole, ecc.

3. I vantaggi del metodo asessuato di riproduzione di cellule e organismi sono che le informazioni ereditarie durante la crescita e lo sviluppo dell'organismo rimangono invariate e la generazione è più numerosa.

Rispondi a te stesso

Quali metodi di fecondazione nelle piante e negli animali conosci e quali sono le loro differenze?

Quali processi biologici portano ad una maggiore diversità degli organismi?

Elementi della risposta corretta

1. Con l'aiuto dell'ingegneria genetica, i geni di un organismo di un'altra specie possono essere trapiantati artificialmente in un organismo di una specie.

2. Utilizzando metodi di ingegneria genetica è possibile ottenere su scala industriale le proteine ​​e i medicinali necessari.

3. Un esempio di come ottenere farmaci è la produzione degli ormoni somatotropina e insulina utilizzando i geni incorporati nel genoma del batterio Escherichia coli.

Rispondi a te stesso

Cosa sono gli organismi geneticamente modificati?

Domande di livello C5

Tabella del codice genetico (mRNA).

Regole per l'utilizzo della tabella

Il primo nucleotide di una tripletta viene preso dalla fila verticale sinistra, il secondo dalla fila orizzontale superiore e il terzo dalla fila verticale destra. Nel punto di intersezione di tutti e tre i nucleotidi si trova l'amminoacido desiderato.

Elementi della risposta corretta

1. Per prima cosa devi aggiungere la catena di mRNA sintetizzata su questo frammento di DNA:

DNA T C A C G T A C G G G T
mRNA A G U G C A U G C C C A.

2. I codoni della catena di mRNA risultante dovrebbero essere correlati ai dati nella tabella

ASU – grigio
GCA – al
UGC – cis
CCA - circa

3. Anticodoni del tRNA – UCA, TsGU, ACG, GGU.

4. La sequenza degli aminoacidi in una molecola proteica: ser-ala-cis-pro.

Elementi della risposta corretta

1. Codoni dell'mRNA: TsUU–TsGU–UUU–UGT.

2. Sequenza aminoacidica: leu-arg-phen-cis.

3. Triplette di DNA: GAA – GCA – AAA – ACG.

Elementi della risposta corretta

Perché L'mRNA è sempre sintetizzato su un solo filamento di DNA, che di solito è rappresentato per iscritto come il filamento superiore, quindi:

– mRNA codificato dal filamento superiore: UUU–AAA–CCC–YGG;
– frammento proteico codificato dalla catena superiore: phen-lys-pro-gly.

Elementi della risposta corretta

1. La sequenza di nucleotidi nella seconda catena di ACCGTC.

2. Il numero totale di legami idrogeno tra le basi azotate è 16.

3. Si formano due legami idrogeno tra le basi A e T. Ci sono due di queste coppie in una data catena di DNA, quindi il numero di legami tra loro è 4. Tra le basi G e C si formano tre legami idrogeno, ci sono 4 coppie di basi, quindi ci sono 12 legami tra loro in totale si formano 12 + 4 = 16 legami idrogeno.

Elementi della risposta corretta

1. Tra i nucleotidi timidilico e adenilico si formano due legami idrogeno, per un totale di 8 + 14 = 22 di tali legami.

2. Tra i nucleotidi della citosina e della guanina si formano tre legami idrogeno, per un totale di 12 + 15 = 27 di tali legami.

3. Il numero totale di legami idrogeno è 22+27=49.