Калі прыгледзецца, спачатку дым ад гарэння ўсё яшчэ бачны. Праз нейкі час дым становіцца нябачным. Вы калі-небудзь карысталіся парфумай? Нават калі вы распыляеце парфуму ў сваім пакоі, іншыя людзі па-за домам усё роўна могуць адчуць водар. Сапраўды гэтак жа, калі ваша маці гатуе смачную і апетытную ежу на кухні, водар можна адчуваць з дамоў суседзяў. Чаму так?
Разуменне дыфузіі
Ёсць шмат іншых прыкладаў. Калі капнуць некалькі кропель чарнілаў або харчовага фарбавальніка ў шклянку з чыстай вадой, чарніла або харчовы фарбавальнік раўнамерна размеркуюцца па ўсёй вадзе. Гэта адбываецца аўтаматычна. Папярэднія прыклады — гэта падзеі дыфузіі, якія часта сустракаюцца ў паўсядзённым жыцці. Дыфузія — гэта працэс перамяшчэння малекул рэчыва з вобласці высокай канцэнтрацыі ў вобласць нізкай канцэнтрацыі. Канцэнтрацыя адносіцца да колькасці малекул/моляў рэчыва на адзінку аб'ёму. Месца высокай канцэнтрацыі — гэта месца, дзе ў адным аб'ёме шмат малекул рэчыва. І наадварот, месца нізкай канцэнтрацыі — гэта месца, дзе ў адным аб'ёме мала малекул.
Калі вы спальваеце смецце, канцэнтрацыя дыму вакол печы для спальвання смецця звычайна даволі высокая. З-за розніцы ў канцэнтрацыі малекулы дыму аўтаматычна распаўсюджваюцца з зон высокай канцэнтрацыі ў зоны нізкай. Малекулы дыму, якія спачатку зліпаліся разам, у рэшце рэшт разлятаюцца ва ўсе бакі.
Калі вы распыляеце парфуму на цела, у зоне распылення парфумы ёсць высокая канцэнтрацыя. З-за гэтай розніцы ў канцэнтрацыі малекулы парфумы перамяшчаюцца з зоны высокай канцэнтрацыі ў зону нізкай канцэнтрацыі. Калі вы дадаяце некалькі кропель чарнілаў або харчовага фарбавальніка ў шклянку чыстай вады, у зоне, куды чарніла або харчовы фарбавальнік былі нанесены ўпершыню, звычайна назіраецца больш высокая канцэнтрацыя. З-за гэтай розніцы ў канцэнтрацыі малекулы чарнілаў або харчовага фарбавальніка дыфузуюць па ўсёй зоне нізкай канцэнтрацыі. Працэс дыфузіі спыняецца, як толькі канцэнтрацыя малекул чарнілаў ва ўсіх зонах вады становіцца роўнай.
Дыфузія і кінетычная тэорыя
Важна адзначыць, што працэс дыфузіі можна растлумачыць з дапамогай кінетычнай тэорыі. Кінетычная тэорыя сцвярджае, што кожнае рэчыва складаецца з малекул, і гэтыя малекулы знаходзяцца ў бесперапынным, хаатычным руху. Каб зразумець гэта, разгледзьце малюнак ніжэй. Увесь кантэйнер запоўнены вадой. Паколькі ў яго капнулі чарніла, вада на паверхні кантэйнера мае больш высокую канцэнтрацыю, чым вада на дне.
C1 — гэта частка цыліндру або частка вады з высокай канцэнтрацыяй, у той час як C2 — гэта частка цыліндра або частка вады з нізкай канцэнтрацыяй. Каб спрасціць аналіз, мы разгледзім рух малекул чарнілаў толькі ў цэнтры цыліндра.
Колькасць малекул чарнілаў у кропцы C1 большая (высокая канцэнтрацыя), чым малекул чарнілаў у кропцы C2 ( нізкая канцэнтрацыя). Паколькі малекулы чарнілаў пастаянна рухаюцца хаатычна, малекулы чарнілаў у кропцы C1 маюць большую верагоднасць рухацца да цэнтра цыліндра ( Δx ). І наадварот, колькасць малекул чарнілаў у кропцы C2 вельмі малая, таму яны маюць вельмі малую верагоднасць рухацца да цэнтра цыліндра ( Δx ).
Хуткасць дыфузіі
Такім чынам, будзе агульны паток малекул чарнілаў ад C1 да C2 . Згодна з даследаваннямі, праведзенымі фізіёлагам па імені Адольф Фік (1829-1901), было ўстаноўлена, што хуткасць дыфузіі прама прапарцыйная розніцы канцэнтрацый (C2 - C1 ) . Чым большая розніца канцэнтрацый, тым большая хуткасць патоку малекул рэчыва. І наадварот, чым меншая розніца канцэнтрацый, тым меншая хуткасць патоку малекул рэчыва. Гэта можа адпавядаць нашаму меркаванню, што розніца канцэнтрацый таксама ўплывае на хуткасць патоку малекул. Акрамя перамяшчэння з месца на месца шляхам дыфузіі, малекулы рэчываў (асабліва газаў) таксама могуць перамяшчацца з аднаго месца ў іншае з дапамогай ветру.
Прымяненне дыфузіі ў паўсядзённым жыцці
Без дыфузіі ваш каханы партнёр не змог бы атрымліваць асалоду ад водару вашых парфумаў. Без дыфузіі смачны і апетытны водар ежы, якую рыхтуе ваша маці на кухні, не змог бы парушыць вашу задуменнасць і выклікаць жаданне хутчэй даесці пажыўную ежу на абедзенным стале. 😉 Дыфузія таксама адыгрывае вельмі важную ролю ў выжыванні людзей, жывёл, раслін і г.д.
Звычайна раслінам для фотасінтэзу патрабуецца вуглякіслы газ (CO2 ) . Паколькі канцэнтрацыя CO2 унутры ліста і ў паветры звонку адрозніваецца , малекулы CO2 дыфузіруюць у ліст праз вусцейкі. І наадварот, вадзяная пара і кісларод дыфузіруюць вонкі. Акрамя раслін, кошкі, мышы і г.д. таксама могуць задыхнуцца, калі няма дыфузіі. У той час як раслінам для фотасінтэзу патрабуецца CO2, кошкам, мышам і г.д. патрабуецца кісларод для кожнай рэакцыі выпрацоўкі энергіі. Каб дасягнуць клетак, малекулы кіслароду рухаюцца шляхам дыфузіі.
