Kui lähemalt vaadata, on põlemisest tekkiv suits alguses veel näha. Mõne aja pärast on suits nähtamatu. Kas olete kunagi parfüümi kasutanud? Isegi kui pihustate oma toas parfüümi, tunnevad teised majast väljas viibijad selle lõhna. Samamoodi, kui teie ema valmistab köögis maitsva ja isuäratava toidu, on naabrite majadest aroomi tunda. Miks see nii on?
Difusiooni mõistmine
Näiteid on palju teisigi. Kui panna paar tilka tinti või toiduvärvi klaasi selgesse vette, jaotub tint või toiduvärv vees ühtlaselt. See toimub automaatselt. Eelnevad näited on difusioonisündmused, mida igapäevaelus sageli kogetakse. Difusioon on protsess, mille käigus aine molekulid liiguvad kõrge kontsentratsiooniga alalt madala kontsentratsiooniga alale. Kontsentratsioon viitab aine molekulide/moolide arvule mahuühiku kohta. Kõrge kontsentratsiooniga koht on koht, kus aine molekule on palju mahuühiku kohta. Seevastu madala kontsentratsiooniga koht on koht, kus molekule on mahuühiku kohta vähe.
Prügi põletamisel on suitsu kontsentratsioon jäätmepõletusahju ümbruses tavaliselt üsna kõrge. Kontsentratsiooni erinevuse tõttu levivad suitsumolekulid automaatselt kõrge kontsentratsiooniga piirkondadest madalama kontsentratsiooniga piirkondadesse. Algselt kokku kleepunud suitsumolekulid hajuvad lõpuks igas suunas laiali.
Kui pihustad parfüümi oma kehale, on parfüümi pihustuspiirkonnas kõrge kontsentratsioon. Selle kontsentratsiooni erinevuse tõttu liiguvad parfüümimolekulid kõrge kontsentratsiooniga piirkonnast madalama kontsentratsiooniga piirkonda. Kui lisad klaasi puhtasse vette paar tilka tinti või toiduvärvi, on piirkonnas, kuhu tinti või toiduvärvi esmakordselt kanti, tavaliselt kõrgem kontsentratsioon. Selle kontsentratsiooni erinevuse tõttu hajuvad tindi või toiduvärvi molekulid madala kontsentratsiooniga piirkonnas. Difusiooniprotsess peatub, kui tindimolekulide kontsentratsioon vee kõikides piirkondades on võrdne.
Difusioon ja kineetiline teooria
Oluline on märkida, et difusiooniprotsessi saab selgitada kineetilise teooria abil. Kineetilise teooria kohaselt koosneb iga aine molekulidest ja need molekulid on pidevas, juhuslikus liikumises. Selle mõistmiseks uurige allolevat pilti. Kogu anum on täidetud veega. Kuna sinna on tilgutatud tinti, on anuma pinnal oleva vee kontsentratsioon suurem kui põhjas oleva vee kontsentratsioon.
C1 on silindri osa või vee osa, millel on kõrge kontsentratsioon, samas kui C2 on silindri või vee osa, millel on madal kontsentratsioon. Analüüsi lihtsustamiseks uurime ainult tindimolekulide liikumist silindri keskel.
Tindimolekulide arv C1 juures on suurem (kõrge kontsentratsioon) kui tindimolekulide arv C2 juures ( madal kontsentratsioon). Kuna tindimolekulid liiguvad pidevalt juhuslikult, on C1 juures olevatel tindimolekulidel suurem tõenäosus liikuda silindri keskpunkti poole ( Δx ). Seevastu on tindimolekulide arv C2 juures väga väike, seega on neil väga väike tõenäosus liikuda silindri keskpunkti poole ( Δx ).
Difusioonikiirus
Seega toimub tindimolekulide täielik liikumine C1-st C2 -sse . Füsioloog Adolf Ficki (1829–1901) uuringu kohaselt leiti, et difusioonikiirus on otseselt proportsionaalne kontsentratsiooni erinevusega (C2 - C1 ) . Mida suurem on kontsentratsiooni erinevus, seda suurem on aine molekulide voolukiirus. Vastupidiselt, mida väiksem on kontsentratsiooni erinevus, seda väiksem on aine molekulide voolukiirus. See võib olla kooskõlas meie eeldusega, et kontsentratsiooni erinevus mõjutab ka molekulide voolukiirust. Lisaks liikumisele ühest kohast teise difusiooni teel saavad ainete (eriti gaaside) molekulid liikuda ühest kohast teise ka tuule abil.
Difusiooni rakendamine igapäevaelus
Ilma difusioonita ei saaks su armastatud partner nautida sinu parfüümi aroomi. Ilma difusioonita ei suudaks su ema köögis tehtud toidu maitsev ja isuäratav aroom su unistusi murda ega panna sind tahtma söögilaual olev toitev eine kiiresti lõpetada. 😉 Difusioonil on ka väga oluline roll inimeste, loomade, taimede jne ellujäämisel.
Taimed vajavad fotosünteesiks tavaliselt süsinikdioksiidi (CO2 ) . Kuna lehe sisemuse ja välisõhu CO2 kontsentratsioon on erinev , difundeeruvad CO2 molekulid õhulõhede kaudu lehte. Vastupidiselt difundeeruvad veeaur ja hapnik välja. Lisaks taimedele võivad ka kassid, hiired jne lämbuda, kui difusiooni ei toimu. Kui taimed vajavad fotosünteesiks CO2 , siis kassid, hiired jne vajavad hapnikku iga energiat tootva reaktsiooni jaoks. Rakkudesse jõudmiseks liiguvad hapniku molekulid difusiooni teel.
