إذا دققنا النظر، سنرى دخان الاحتراق في البداية، ثم يختفي بعد حين. هل استخدمتَ عطراً؟ حتى لو رششتَ العطر في الغرفة، سيشعر به من هم خارج المنزل. وإذا أعدّت الأم طعاماً شهياً في المطبخ، ستفوح رائحة الطعام من منزل الجيران. ما السبب؟
هناك العديد من الأمثلة الأخرى. إذا وضعت بضع قطرات من الحبر في كوب يحتوي على ماء نقي، سينتشر الحبر أو ملون الطعام بالتساوي في الماء. يحدث هذا تلقائيًا. بعض الأمثلة السابقة هي ظواهر الانتشار التي نشهدها كثيرًا في حياتنا اليومية. الانتشار هو عملية انتقال المواد من منطقة ذات تركيز عالٍ إلى منطقة ذات تركيز منخفض. يُقصد بالتركيز عدد جزيئات/مولات المادة في وحدة الحجم. المنطقة ذات التركيز العالي هي منطقة تحتوي على العديد من جزيئات المادة في وحدة الحجم. وعلى العكس، المناطق ذات التركيز المنخفض هي مناطق تحتوي على عدد قليل من الجزيئات في وحدة الحجم.
عند حرق النفايات، يكون تركيز الدخان حولها مرتفعًا عادةً. وبسبب اختلاف التركيزات، تنتشر جزيئات الدخان تلقائيًا من المناطق ذات التركيز العالي إلى المناطق ذات التركيز المنخفض. وتتفرق جزيئات الدخان التي تجمعت في البداية في جميع الاتجاهات.
عند رش العطر على الجسم، يكون تركيزه مرتفعًا في المنطقة التي رُشّ عليها. وبسبب اختلاف التركيز، تنتقل جزيئات العطر من المناطق ذات التركيز العالي إلى المناطق ذات التركيز المنخفض. عند وضع بضع قطرات من الحبر أو ملون الطعام في كوب من الماء الصافي، يكون تركيز الحبر أو ملون الطعام أعلى عادةً في الجزء الذي قُطّر أولًا. وبسبب اختلاف التركيز، تنتشر جزيئات الحبر أو ملون الطعام إلى جميع أجزاء الماء ذات التركيز المنخفض. تتوقف عملية الانتشار عندما يتساوى تركيز جزيئات الحبر في جميع أجزاء الماء.
يرجى ملاحظة أن عملية الانتشار يمكن تفسيرها باستخدام النظرية الحركية. تنص النظرية الحركية على أن كل مادة تتكون من جزيئات تتحرك بشكل عشوائي ومستمر. لفهم ذلك، انظر إلى الصورة أدناه. جميع أجزاء الوعاء مملوءة بالماء. ولأن الحبر يتساقط، فإن تركيز الماء على سطح الوعاء أعلى من تركيزه في قاعه.
C1 هو جزء أسطواني أو جزء من الماء ذو تركيز عالٍ، بينما C2 هو جزء أسطواني أو جزء من الماء ذو تركيز منخفض. ولتسهيل التحليل، نركز فقط على حركة جزيئات الحبر في مركز الأسطوانة.
عدد جزيئات الحبر في C1 تركيزها أعلى من تركيز جزيئات الحبر في C2 (تركيز منخفض). نظرًا لأن جزيئات الحبر تتحرك بشكل عشوائي، فإن جزيئات الحبر في C1 تزداد احتمالية تحركها نحو مركز الأسطوانة (Δx). على النقيض من ذلك، فإن عدد جزيئات الحبر في C2 صغيرة جدًا بحيث يكون لديها احتمال ضئيل للتحرك نحو مركز الأسطوانة (Δx). وبالتالي، سيكون هناك تدفق كلي لجزيئات الحبر من C1 ل C2أظهرت الأبحاث التي أجراها عالم وظائف الأعضاء أدولف فيك (1829-1901) أن معدل الانتشار يتناسب طرديًا مع الفرق في التركيز (C).2 - ج1كلما زاد الفرق في التركيز، زاد معدل تدفق جزيئات المادة.
على النقيض، كلما قلّ الفرق في التركيز، انخفض معدل تدفق جزيئات المواد. قد يكون هذا نتيجة لتوقعاتنا بأن الاختلافات في التركيز تؤثر أيضًا على معدل تدفق الجزيئات. إضافةً إلى تبادل المواقع عن طريق الانتشار، يمكن لجزيئات المواد (وخاصة الغازات) أن تنتقل من مكان إلى آخر بمساعدة الرياح.
تطبيق الانتشار في الحياة اليومية
لولا انتشار العطر، لما استطاعت حبيبتك الاستمتاع برائحة عطرك. وبدون انتشاره، لن تستطيع رائحة طعام الأم الشهية في المطبخ تبديد أحلامك ورغبتك في تناول الطعام المغذي المتوفر على مائدة الطعام. كما أن لانتشار العطر دوراً هاماً في بقاء الإنسان والحيوان والنبات، وغيرها.
تحتاج النباتات عادةً إلى ثاني أكسيد الكربون (CO2).2) للقيام بعملية التمثيل الضوئي. بسبب وجود فرق في ثاني أكسيد الكربون2 تركيز ثاني أكسيد الكربون بين داخل الورقة والهواء2 تنتشر الجزيئات داخل الورقة عبر الثغور. في المقابل، ينتشر بخار الماء والأكسجين إلى الخارج. بالإضافة إلى النباتات، يمكن أن تختنق القطط والفئران وغيرها إذا لم يحدث انتشار. تحتاج النباتات إلى ثاني أكسيد الكربون.2 للقيام بعملية التمثيل الضوئي، تحتاج القطط والفئران وغيرها إلى الأكسجين في كل تفاعل ينتج الطاقة. تنتقل جزيئات الأكسجين عن طريق الانتشار.تصل إلى داخل الخلايا.
