Ако се вгледаме внимателно, димът от горенето все още може да се види в началото. След известно време димът е невидим. Използвали ли сте някога парфюм? Дори да пръскате парфюм в стаята си, другите извън къщата все още могат да усетят аромата. По същия начин, ако майка ви готви вкусна и апетитна храна в кухнята, ароматът може да се усети от къщите на съседите. Защо е така?
Разбиране на дифузията
Има много други примери. Ако капнете няколко капки мастило или оцветител за храна в чаша с бистра вода, мастилото или оцветителят за храна ще се разпределят равномерно във водата. Това се случва автоматично. Предишните примери са дифузионни събития, които често се наблюдават в ежедневието. Дифузията е процесът на преместване на молекули на вещество от област с висока концентрация към област с ниска концентрация. Концентрацията се отнася до броя на молекулите/моловете на веществото на обем. Място с висока концентрация е мястото, където има много молекули на веществото на обем. Обратно, място с ниска концентрация е мястото, където има малко молекули на обем.
Когато горите боклук, концентрацията на дим около инсинератора обикновено е доста висока. Поради разликата в концентрацията, молекулите на дима автоматично се разпространяват от области с висока концентрация към области с ниска концентрация. Молекулите на дима, които първоначално са се слепили, в крайна сметка се разпръскват във всички посоки.
Когато пръскате парфюм върху тялото си, зоната, върху която е нанесен парфюмът, е с висока концентрация. Поради тази разлика в концентрацията, молекулите на парфюма се преместват от зоната с висока концентрация към зоната с ниска концентрация. Когато добавите няколко капки мастило или оцветител за храна в чаша бистра вода, зоната, където мастилото или оцветителят за храна са нанесени за първи път, обикновено има по-висока концентрация. Поради тази разлика в концентрацията, молекулите на мастилото или оцветителя за храна дифундират в зоната с ниска концентрация. Процесът на дифузия спира, след като концентрацията на молекулите на мастилото във всички области на водата стане еднаква.
Дифузия и кинетична теория
Важно е да се отбележи, че процесът на дифузия може да се обясни с помощта на кинетичната теория. Кинетичната теория гласи, че всяко вещество е съставено от молекули и тези молекули са в непрекъснато, произволно движение. За да разберете това, разгледайте изображението по-долу. Целият контейнер е пълен с вода. Тъй като в него е капнато мастило, водата на повърхността на контейнера има по-висока концентрация от водата на дъното.
C1 е частта от цилиндъра или частта от водата, която има висока концентрация, докато C2 е частта от цилиндъра или частта от водата, която има ниска концентрация. За да опростим анализа, ще разгледаме само движението на молекулите мастило в центъра на цилиндъра.
Броят на молекулите мастило в C1 е по-голям (висока концентрация) от този на молекулите мастило в C2 ( ниска концентрация). Тъй като молекулите мастило постоянно се движат произволно, молекулите мастило в C1 имат по-голяма вероятност да се движат към центъра на цилиндъра ( Δx ). Обратно, броят на молекулите мастило в C2 е много малък, така че те имат много малка вероятност да се движат към центъра на цилиндъра ( Δx ).
Скорост на дифузия
По този начин ще има общ поток от молекули мастило от C1 до C2 . Според изследване , проведено от физиолог на име Адолф Фик (1829-1901), е установено, че скоростта на дифузия е право пропорционална на разликата в концентрацията (C2 - C1 ) . Колкото по-голяма е разликата в концентрацията, толкова по-голяма е скоростта на потока на молекулите на веществото. Обратно, колкото по-малка е разликата в концентрацията, толкова по-малка е скоростта на потока на молекулите на веществото. Това може да е в съответствие с нашето предположение, че разликата в концентрацията също влияе върху скоростта на потока на молекулите. В допълнение към движението от място на място чрез дифузия, молекулите на веществата (особено газовете) могат да се движат от едно място на друго и с помощта на вятъра.
Приложение на дифузията в ежедневието
Без дифузия, вашият любим партньор не би могъл да се наслади на аромата на вашия парфюм. Без дифузия, вкусният и апетитен аромат на готвенето на майка ви в кухнята не би могъл да прекъсне унеса ви и да ви накара да искате бързо да довършите питателната храна на масата за хранене. 😉 Дифузията също играе много важна роля за оцеляването на хора, животни, растения и др.
Растенията обикновено се нуждаят от въглероден диоксид (CO2 ) за фотосинтеза. Тъй като има разлика в концентрацията на CO2 между вътрешността на листа и външния въздух, молекулите на CO2 дифундират в листа през устицата. Обратно, водните пари и кислородът дифундират навън. В допълнение към растенията, котките, мишките и др. също могат да се задушат, ако няма дифузия. Докато растенията се нуждаят от CO2 за фотосинтеза, котките, мишките и др. се нуждаят от кислород за всяка реакция, произвеждаща енергия. За да достигнат до клетките, кислородните молекули се движат чрез дифузия.
