Учебный прибор для демонстрации движения молекул

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<и)875445 (6! ) Дополкмтельное к авт, свил-ву(22) Заявлено 20,02.80 (2 I ) 2884989/28-12 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 23.10.81. Ькзллетень pg 39

Дата опубликования описания 26,10.81 (бт jN. Кл.

Ci 09 В 23/12

Государотесииый комитет ао лелем изооретеиий и открытий (53} УДФ(621.

593 (088.8 } (72) Авторы изобретения

A. М, Биренбаум и Н. 3. Руденко 1

) ц

Донецкий государственный медицинский институ (71) Заявнтель им. А. М. Горького (54) УЧЕБНЫЙ ПРИБОР ДЛЯ ДЕМОНСТРАЦИИ

- ДВИЖЕНИЯ МОЛЕКУЛ

Изобретение относится к учебно наг лядным пособиям .и может быть исполь эовано, в.частности, при изучении явлений, связанных с процессов диффузии.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому ре

S зультату является учебный прибор для демонстрации движения молекул, содержащий емкость с шариками, имитирующими молекулы, установленную на платформе, свя» то занной с вибратором (!. 1.

Недостатком его является ограничен ность демонстрационных воэможностей.

11ель изобретения повышение демон» страционных воэможностей.

Поставленная цель достигается тем, что учебный прибор, содержащий емкость с шариками, имитирующими молекулы, ус тановленную на платформе, связанной с вибратором, набор перегородок с вырезами под шарики, съемный вкладыш, расположенный на дне емкости под вырезом перегородок и дополнительные разъемные шары, образованные двумя полу сферами, диаметр которых превышает диаметр шариков, при этом на внутренних поверхностях двух параллельных стенок выполнены па эы для поочередного размещения пврего родок, а также тем, что съемный вкладыш выполнен из магнитного материала и тем, что на поверхности съемного вкладыша выполнены пазы имеющие форму полусферы, циаметр которых превышает диаметр шариков и меньше циаметра разъемных ша« ров.

На фиг. 1 изображен учебный прибор для демонстрации движения молекул, об.щий вид, на фиг. 2 - перегородки с раэ личными вырезами; на фиг. 3 - съемный вкладыш; на фиг. 4 дополнительный разъемный шар.

Учебный прибор для демонстрации дви жения молекул содержит емкость 1 с ша риками 2, имитирующими молекулы, уста новленную на платформе 3, связанной с, вибратором 4, набор перегородок 5 с вырезами 6 под шарики 2 и дополнительные разъемные шары 7, образованные двумя

445,полусферами, диаметр которых превышает диаметр шариков. На дне емкости 1 под вырезом перегородок 5 расположен съем ный вкладыш 8, а на внутренних поверхностях двух параллельных стенок выполнены пазы 9 для поочередного размещения перегородок 5. Съемный вкладьгш выполнен из магнитного материала и на поверхности его выполнены пазы 10, имеющие форму полусферы, диаметр которых 10 превышает. диаметр шариков 2 и меньше диаметра разъемных шаров 7.

Учебный прибор для демонстрации дви жения молекул используют следующим об разом. 15

Укрепляют емкость 1 на платформе 3 с вибратором 4, Вставляют в пазы 9 пе» регородку 5, после чего помещают в емкость 1 опрепеленное количество шариков

2 и, включая вибратор 4, .производят со 20 ответствующий опыт, На учебном приборе могут быть продемонстрированы следующие явления, 1. Диффузия, как выравнивание гради ента. 25

Имитируют наличие градиента концентрации, помещая по одну сторону перего родки 5 большое количество шариков 2, а по другую сторону — малое, например

50 и 10. После чего вклгочают вибратор щ

4 и убеждаются, что несмотря на хаотич» ность движения отдельных шариков 2, в конечном итоге их количество ("концентрация") по обе стороны перегородки 5 выравнивается.

2. Зависимость скорости диффузии от площади, сечения, через которое происходит диффузия.

При этом повторяют йредыдуший опыт, но используют перегородки 5 с вырезами

6 различной ширины, или с разным количеством вырезов 6 одинаковой ширины.

Убеждаготся в том, что при большей площади сечения "концентрации" выравниваются. быстрей. Следовательно, при прочих

45 равных условиях скорость диффузии пропорциональна площади диффузионного сечения.

3. Влияние температуры на скорость

- диффузии.

Дпя имитации этого явления включают

50 вибратор 4 с различными скоростями встряхивания.,Более быстрое движение шариков 2 имитирует эффект повышения: температуръг. . 4. Термодинамическое равновесие, как наиболее вероятное состояние системы.

Проделывают опыт 1, но после остановки вибратора 4 записывают номера

4 шариков 2, находящихся по левую и правую стороны от перегородки 5. Многократно повторяют опыт и убеждаются в том, что каждый раз комбинация шариков оказывается иной.

5. Диффузия через мембрану.

Мембрану клетки имитируют посредством съемного вкладыша 8, размещенного под перегородкой 5. Вкладыш 8 в данном случае выполнен иэ магнитного материала. а шарики 2 - из ферромагнитного, например стали. Повторяют 1 опыт, Поскольку движение шариков 2, при прохождении над вкладышем 8 будет тормозиться, то до наступления равновесия пройдет относительтельно больше времени. Опыт имитирует замедление диффузии через мембрану по сравнениго со свободной диффузией, 6. Диффузия через мембрану. Действие молекулярных переносчиков.

Мембрану клетки имитируют осредством схемного вкладыша 8, выполненного

s данном случае с одной или несколькими полукруглыми канавками 10. Вкладыш 8 помешают под перегородкой 5. Размещают определенное количество шариков 2 по оцну сторону перегороаки 5. Включают вибратор 4, через опрецеленное время выключают и подсчитывают количество шариков 2, прошедших через "мембрану".

В связи с тем, что ширина канавки 10 превышает диаметр шариков 2, они при своем движении будут скатываться на дно канавки 10, что затруднит их переход в другую половину емкости 1. Таким образом моделируют препятствие, встречаемое молекулами при диффузии через мем- брану и снижающее вероятность того, что частйцы пройдут через мембрану. Далее ими тируют действие молекулярных переносчиков. Для этого каждый из шариков

2 помещают в разъемную полусферу 7 и закрывают второй разъемной полусферой

7. Этим имитируют соединение диффунди руюшей молекулы 2 с молекулой перенос чиком. Включают вибратор 4 и повторяют опыт. Поскольку диаметр образованного нового шарика намного превышает ширину канавки 10 шарик, попадая на вкла-ъ дыш, не скатывается в канавку, а прокатывается сверху по ее краям. В реэуль тате за это время опыта в другой

1 половине емкости 1 окажется большее количество шариков большого диаметра, чем раньше было шариков 2.

Учебный прибор обладает большой дидактической эффективностью, значительно расширяя круг имитируемых явлений. Он прост в изготовлении и использовании, 875445

4 и@. 7

f0 10

Формула изобретения

1. Учебный прибор дпя демонстрации движения молекул, содержащий емкость с шариками, имитирующими молекулы, установленную на платформе, связанной с вибратором, о т и и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения демонстрационных возможностей он имеет набор перегоро док с вырезами под шарики, съемный вкла дыш, расположенный на дне емкости под вырезом перегородок, и дополнительные разъемные шары, образованные двумя полусферами, диаметр которых превышает диаметр шариков, при этом на внутренних поверхностях двух параллельных стенок выполнены пазы для поочередного раэ мешения перегородок.

2. Приборпоп. 1, отличаю ш и и с я тем, что съемный вкладыш вы» полнен из магнитного материала.

3. Прибор по п. 1 и 2, о т л и ч аю ш и и с s т еeмM,, чу о, на поверхности I съемного вкладыша выполнены пазы, имеющие форму полусферы диаметр которых превышает диаметр шариков и меньше диаметра разъемных шаров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР, кл. G 09 В 23106, 1959.

ВНИИПИ Заказ 9343/77

Тираж 487 ПодписнЬе

Филиал ППП Патент, г.Ужгород,,уп. Проектная,4