Sådan forklares permeabilitet

Permeabilitet af et materiale er den lethed, hvormed væsker eller molekyler kan migrere gennem det. Du kan forklare permeabilitet ved hjælp af eksempler, der viser, hvad det er, hvorfor det er nyttigt at forstå det, og hvad der kan ændre det. De forskellige materialers permeabilitetsegenskaber er vigtige inden for mange videnskabelige og tekniske områder, så du kan målrette mod eksempler fra et bestemt felt. Praktiske demonstrationer eller eksperimenter er sjove måder at forklare permeabilitet på.

Cellemembraner i biologi, sodavandflasker i fødevareindustrien og stenlag og jord i geologi alle tilbyder eksempler på måder, hvorpå materialets permeabilitetsegenskaber er vigtige og nyttige i vores lever. Mange anvendelser af permeabilitetsegenskaber er bundet til den lethed eller vanskelighed, hvormed vand kan passere gennem et materiale; dette gør vand til et nyttigt eksempel på væske til at forklare eller demonstrere permeabilitet af forskellige materialer.

Du kan bruge flere almindelige eksempler til at vise måder, hvorpå vi bruger permeabilitet eller uigennemtrængelighed af forskellige materialer, når vi fanger og bruger vand, dirigerer det eller afværger det. Forestil dig at bo i et ørkenområde nær havet, hvor drikkevand kan være et problem, fordi salt havvand trænger igennem jorden og kommer ind i grundvandsforsyningen. Vi kan bruge filtreringsmaterialers permeabilitetsegenskaber til at fjerne salt og urenheder fra vand gennem omvendt osmose. Plasts uigennemtrængelighed er nyttig, når vi køber drikkevand og bærer det hjem. Delvis uigennemtrængelighed af vores egne hudcellemembraner gør det muligt for vores kroppe at holde vand, hvor vi har brug for det.

Permeabilitet handler om interaktionen mellem et materiale, der fungerer som en barriere, og molekyler, hvad enten væske eller gas, der kommer i kontakt med det. Permeabilitet er ikke en uændret egenskab, ligesom temperaturen ved hvilken vand fryser eller koger; det afhænger af de materialer, der interagerer. Vandmolekyler er muligvis ikke i stand til at komme igennem et materiale, som en gas let kan diffundere igennem. Du kan vælge eksempler for at demonstrere vigtige egenskaber og forklare, hvorfor materialerne interagerer som de gør.

Du kan bruge plast- og glasflasker til at sammenligne permeabiliteter for forskellige barriermaterialer, der bruges til at indeholde en bestemt væske. Kuldioxid, der giver sodavand deres fizz, kan diffundere ud af plastflasker over tid og efterlade drikken flad. Glasflasker tillader ikke diffusion. Forskellige barriermaterialer viser forskellige permeabiliteter for den samme væske.

Balloner er gode til at vise, hvordan et barriermateriale interagerer forskelligt med forskellige væsker. Balloner er noget gennemtrængelige for både helium og vand, men med forskellige hastigheder. Fyld en ballon med helium; det tømmes inden for en dag eller to. Vandballoner kan vare længere, så længe du ikke smider dem eller sidder på dem. En barriermateriales permeabilitet afhænger af, hvad der forsøger at passere igennem det.

Faktorer som ændringer i temperatur eller tryk, tykkelsen af ​​barriermaterialet, og om barrieren har porer, kan alle ændre, hvor let en væske kan passere igennem. Du kan bruge oversvømmelse som et eksempel på, hvordan ændrede forhold kan ændre permeabiliteten. Hvis vand har mættet en normalt permeabel jord og mere regn falder, vil jorden være midlertidigt uigennemtrængelig; vand samles på overfladen, og afstrømningen øges. Hvis det regner for meget, skal du bringe kajakken frem. Det er med rimelighed uigennemtrængeligt, hvis du har opretholdt det.