Explore an evolving probability density in a two-well landscape.
Diffusion
À propos de cette simulation
Cette simulation montre la diffusion comme le résultat d'un mouvement aléatoire. Chaque particule de colorant fait des pas au hasard, et pourtant, ensemble, elles se répandent du côté encombré vers le côté vide jusqu'à ce que la concentration soit uniforme. Les élèves règlent la température entre 275 et 370 K et le diamètre des particules, puis recommencent avec le colorant à gauche. Les affichages donnent le pourcentage mélangé, le coefficient de diffusion, le temps écoulé et l'écart depuis le départ. Elle aide à enseigner la diffusion, le mouvement brownien et pourquoi les liquides chauds se mélangent plus vite.
Ce que les élèves peuvent explorer
- Appuyez sur Recommencer et observez le pourcentage Mélangé monter à mesure que le colorant se répand depuis la gauche.
- Réglez la Température à 370 K et comparez la vitesse à laquelle Mélangé atteint une valeur élevée.
- Augmentez le Diamètre des particules à 4 nm et lisez comment le Coeff. de diffusion D diminue.
- Recommencez à 275 K et à 300 K et comparez l'Écart depuis le départ après le même temps.
- Demandez aux élèves pourquoi aucune particule isolée ne vise quoi que ce soit, alors que le colorant finit par être uniforme.
Objectifs d'apprentissage
- 1Expliquez la diffusion comme le mouvement net d'une concentration élevée vers une concentration faible.
- 2Décrivez le mouvement brownien comme un mouvement aléatoire causé par les collisions moléculaires.
- 3Prévoyez comment la température et la taille des particules influencent la vitesse de diffusion.
- 4Interprétez un pourcentage de mélange comme une mesure de l'uniformité d'une répartition.
Questions fréquentes des enseignants
Est-elle gratuite ?
Oui. Son utilisation est gratuite dans tout navigateur moderne, y compris sur les tablettes et les tableaux blancs interactifs, sans inscription.
Pourquoi le colorant se répand-il si rien ne le pousse ?
Chaque particule se déplace au hasard, mais il y a plus de particules du côté encombré ; davantage d'entre elles s'éloignent donc vers le côté vide que l'inverse. Le résultat net est un flux vers une répartition uniforme.
Pourquoi les liquides chauds se mélangent-ils plus vite ?
À température plus élevée, les molécules du solvant bougent plus vite et l'eau est moins visqueuse, si bien que les particules font des pas aléatoires plus grands. Le coefficient de diffusion augmente avec la température.
Comment l'utiliser en classe ?
Réglez la Température et le Diamètre des particules, puis appuyez sur Recommencer pour que le colorant parte de la gauche. Observez l'affichage Mélangé et comparez les essais. Demandez aux élèves de prévoir quel réglage mélangera le plus vite.
Intégrer cette simulation
Placez-la dans votre ENT, votre blog ou le site de la classe — gratuitement.
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