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材料の透過性は、流体または分子が材料を通過して移動できる容易さです。透過性は、それが何であるか、それを理解するのになぜ役立つのか、何を変更できるのかを示す例を使用して説明できます。多くの科学および工学分野では、さまざまな材料の透過特性が不可欠であるため、特定の分野の例を対象とすることができます。実践的なデモンストレーションまたは実験は、透過性の説明に役立つ楽しい方法です。
透過性の屋根は必要ない
生物学の細胞膜、食品業界のソフトドリンクボトル、地質学の岩層と土壌はすべて、材料の透過特性が私たちの生活に不可欠で有用な方法の例を提供します。透過性特性の多くの用途は、水が材料を通過できる容易さまたは困難さに関係しています。これにより、水はさまざまな材料の透過性を説明または実証するための有用な流体例となります。
透過性と水管理
いくつかの一般的な例を使用して、水を捕獲して使用し、方向付け、または回避する際に、さまざまな材料の透過性または不透過性を使用する方法を示すことができます。海の近くの砂漠地帯に住んでいると想像してください。そこでは、塩分の多い海水が土壌に浸透して地下水に入るため、飲料水が問題になる場合があります。ろ過材の透過特性を利用して、逆浸透により塩分や不純物を水から除去できます。プラスチックの不浸透性は、飲料水を購入して持ち帰るときに役立ちます。私たち自身の皮膚細胞膜の部分的な不透過性により、私たちの体は必要な場所に水を保つことができます。
透過性は相対的です
透過性とは、障壁として機能する材料と、液体または気体に接触する分子との間の相互作用のことです。透水性は、水が凍結または沸騰する温度のような不変の特性ではありません。相互作用している材料に依存します。水分子は、ガスが容易に拡散できる材料を通過できない場合があります。例を選択して、重要な特性を示し、材料が相互作用する理由を説明できます。
あなたはガラスがプラスチックを打つことを知っていた
プラスチックボトルとガラスボトルを使用して、特定の液体を収容するために使用されるさまざまなバリア材料の透過性を比較できます。清涼飲料にフィズを与える二酸化炭素は、時間が経つにつれてペットボトルから拡散し、飲料が平らになります。ガラス瓶は拡散しません。異なるバリア材料は、同じ流体に対して異なる透過性を示します。
風船はあなたを失望させます
バルーンは、1つのバリア材料がさまざまな流体とさまざまに相互作用する方法を示すのに最適です。バルーンはヘリウムと水の両方に対していくらか透過性がありますが、速度は異なります。バルーンをヘリウムで満たします。 1〜2日以内に収縮します。水風船は、投げたり座ったりしない限り長持ちします。バリア材料の透過性は、それを通過しようとしているものに依存します。
透過性は永久的ではありません
温度や圧力の変化、バリア材料の厚さ、バリアに細孔があるかどうかなどの要因はすべて、流体がどれだけ簡単に通過できるかを変えることができます。変更された条件が透過性を変更する方法の例として、フラッディングを使用できます。水が通常透過性の土壌を飽和させ、より多くの雨が降ると、土壌は一時的に不浸透性になります。水が表面に集まり、流出が増加します。雨が多すぎる場合は、カヤックを持ち出します。あなたがそれを維持した場合、それは合理的に不浸透性です。