Hvordan forklare permeabilitet

Permeabilitet av et materiale er den lette væsken eller molekylene kan vandre gjennom. Du kan forklare permeabilitet ved å bruke eksempler som viser hva det er, hvorfor det er nyttig å forstå det og hva som kan endre det. Permeabilitetsegenskapene til forskjellige materialer er avgjørende i mange vitenskapelige og tekniske fagområder, slik at du kan målrette eksempler fra et bestemt felt. Praktiske demonstrasjoner eller eksperimenter er morsomme måter å forklare permeabilitet på.

Cellemembraner i biologi, brusflasker i næringsmiddelindustrien, og berglag og jord i geologi alle tilbyr eksempler på måter permeabilitetsegenskapene til materialer er essensielle og nyttige i vår bor. Mange bruksområder for permeabilitetsegenskaper er knyttet til hvor lett eller vanskeligheter vann kan passere gjennom et materiale; dette gjør vann til et nyttig eksempel på væske for å forklare eller demonstrere permeabilitet av forskjellige materialer.

Du kan bruke flere vanlige eksempler for å vise måter vi bruker permeabilitet eller ugjennomtrengelighet på forskjellige materialer når vi fanger opp og bruker vann, dirigerer det eller avverger det. Tenk deg å bo i et ørkenområde nær havet, der drikkevann kan være et problem fordi salt sjøvann gjennomsyrer jorden og kommer inn i grunnvannforsyningen. Vi kan bruke permeabilitetsegenskaper for filtreringsmaterialer for å fjerne salt og urenheter fra vann gjennom omvendt osmose. Ugjennomtrengelighet av plast er nyttig når vi kjøper drikkevann og bærer det hjem. Delvis ugjennomtrengelighet av våre egne hudcellemembraner gjør at kroppene våre kan holde vann der vi trenger det.

Permeabilitet handler om samspillet mellom et materiale som fungerer som en barriere og molekyler, enten væske eller gass, som kommer i kontakt med det. Permeabilitet er ikke en uforanderlig egenskap, som temperaturen ved vannet fryser eller koker; det avhenger av materialene som samhandler. Vannmolekyler klarer kanskje ikke å komme gjennom et materiale som en gass lett kan diffundere gjennom. Du kan velge eksempler for å demonstrere viktige egenskaper og forklare hvorfor materialene samhandler slik de gjør.

Du kan bruke plast- og glassflasker for å sammenligne permeabiliteter for forskjellige barriermaterialer som brukes til å inneholde en bestemt væske. Karbondioksidet som gir brus til seg, kan diffundere ut av plastflasker over tid og etterlater drikken flat. Glassflasker tillater ikke diffusjon. Ulike barriermaterialer viser forskjellige permeabiliteter for den samme væsken.

Ballonger er gode for å vise hvordan et barriermateriale samhandler annerledes med forskjellige væsker. Ballonger er litt gjennomtrengelige for både helium og vann, men med forskjellige hastigheter. Fyll en ballong med helium; den tømmes i løpet av en dag eller to. Vannballonger kan vare lenger, så lenge du ikke kaster dem eller setter deg på dem. Gjennomtrengeligheten til et barriermateriale avhenger av hva som prøver å passere gjennom det.

Faktorer som endringer i temperatur eller trykk, tykkelsen på barriermaterialet, og om barrieren har porer, kan alle endre hvor lett en væske kan passere gjennom. Du kan bruke flom som et eksempel på hvordan endrede forhold kan endre permeabilitet. Hvis vann har mettet en normalt permeabel jord og mer regn faller, vil jorden være midlertidig ugjennomtrengelig. vann vil samle seg på overflaten og avrenningen vil øke. Hvis det regner for mye, ta ut kajakken. Det er rimelig ugjennomtrengelig hvis du har opprettholdt det.