Permeabilität erklären

Die Permeabilität eines Materials ist die Leichtigkeit, mit der Flüssigkeiten oder Moleküle durch es hindurchwandern können. Sie können die Durchlässigkeit anhand von Beispielen erklären, die zeigen, was sie ist, warum es nützlich ist, sie zu verstehen und was sie ändern kann. Die Durchlässigkeitseigenschaften verschiedener Materialien sind in vielen naturwissenschaftlichen und technischen Bereichen von wesentlicher Bedeutung, sodass Sie auf Beispiele aus einem bestimmten Bereich abzielen können. Praktische Demonstrationen oder Experimente sind unterhaltsame Möglichkeiten, um die Durchlässigkeit zu erklären.

Zellmembranen in der Biologie, Softdrinkflaschen in der Lebensmittelindustrie und Gesteinsschichten und Böden in der Geologie alle bieten Beispiele dafür, wie die Permeabilitätseigenschaften von Materialien in unserer Leben. Viele Verwendungen von Permeabilitätseigenschaften sind an die Leichtigkeit oder Schwierigkeit gebunden, mit der Wasser durch ein Material hindurchtreten kann; Dies macht Wasser zu einer nützlichen Beispielflüssigkeit, um die Durchlässigkeit verschiedener Materialien zu erklären oder zu demonstrieren.

Sie können einige gängige Beispiele verwenden, um zu zeigen, wie wir die Durchlässigkeit oder Undurchlässigkeit verschiedener Materialien nutzen, wenn wir Wasser auffangen und verwenden, es leiten oder abwehren. Stellen Sie sich vor, Sie leben in einem Wüstengebiet in der Nähe des Ozeans, wo Trinkwasser ein Problem sein kann, da salziges Meerwasser den Boden durchdringt und in die Grundwasserversorgung gelangt. Wir können die Durchlässigkeitseigenschaften von Filtermaterialien nutzen, um Salz und Verunreinigungen durch Umkehrosmose aus dem Wasser zu entfernen. Die Undurchlässigkeit von Kunststoffen ist nützlich, wenn wir Trinkwasser kaufen und nach Hause tragen. Die teilweise Undurchlässigkeit unserer eigenen Hautzellmembranen ermöglicht es unserem Körper, Wasser dort zu halten, wo wir es brauchen.

Bei der Permeabilität geht es um die Wechselwirkung zwischen einem Material, das als Barriere wirkt, und Molekülen, egal ob flüssig oder gasförmig, die damit in Kontakt kommen. Permeabilität ist keine unveränderliche Eigenschaft, wie die Temperatur, bei der Wasser gefriert oder kocht; es hängt von den Materialien ab, die interagieren. Wassermoleküle können möglicherweise nicht durch ein Material gelangen, durch das ein Gas leicht diffundieren kann. Sie können Beispiele auswählen, um wichtige Eigenschaften zu demonstrieren und zu erklären, warum die Materialien so interagieren, wie sie es tun.

Sie können Plastik- und Glasflaschen verwenden, um die Durchlässigkeit verschiedener Barrierematerialien zu vergleichen, die verwendet werden, um eine bestimmte Flüssigkeit zu enthalten. Das Kohlendioxid, das Erfrischungsgetränken ihren Sprudel verleiht, kann mit der Zeit aus Plastikflaschen diffundieren und das Getränk flach lassen. Glasflaschen lassen keine Diffusion zu. Unterschiedliche Barrierematerialien weisen unterschiedliche Permeabilitäten für dieselbe Flüssigkeit auf.

Ballons eignen sich hervorragend, um zu zeigen, wie ein Barrierematerial unterschiedlich mit verschiedenen Flüssigkeiten interagiert. Ballons sind sowohl für Helium als auch für Wasser etwas durchlässig, jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten. Fülle einen Ballon mit Helium; es wird sich innerhalb von ein oder zwei Tagen entleeren. Wasserballons können länger halten, solange Sie sie nicht werfen oder darauf sitzen. Die Durchlässigkeit eines Barrierematerials hängt davon ab, was versucht wird, durch es zu passieren.

Faktoren wie Temperatur- oder Druckänderungen, die Dicke des Barrierematerials und ob die Barriere Poren aufweist, können die Durchlässigkeit einer Flüssigkeit verändern. Als Beispiel dafür, wie veränderte Bedingungen die Durchlässigkeit verändern können, können Sie Überschwemmungen anführen. Wenn Wasser einen normalerweise durchlässigen Boden gesättigt hat und mehr Regen fällt, wird der Boden vorübergehend undurchlässig; Wasser sammelt sich an der Oberfläche und der Abfluss nimmt zu. Wenn es zu viel regnet, holen Sie das Kajak heraus. Es ist einigermaßen undurchlässig, wenn Sie es gepflegt haben.