Kui lähemalt vaadata, on põlemisest tekkiv suits alguses veel näha. Mõne aja pärast suits kaob. Kas olete kunagi parfüümi kasutanud? Isegi kui pihustate seda oma toas, tunnevad teised majast väljas viibijad selle lõhna ikkagi. Samamoodi kKui ema köögis maitsvat ja isuäratavat toitu valmistab, on naabrite kodudest selle 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 C-s1 rohkem (kõrge kontsentratsiooniga) kui tindimolekulid C-s2 (madal kontsentratsioon). Kuna tindimolekulid liiguvad pidevalt juhuslikult, siis C kontsentratsioonil olevad tindimolekulid1 on suurem võimalus liikuda silindri keskpunkti poole (Δx). Teisest küljest on C-s olevate tindimolekulide arv2 nii vähe, et sellel on väga väike võimalus liikuda silindri keskpunkti poole (Δx).
Difusioonikiirus
Seega toimub C-st tindimolekulide täielik voog1 läheb C2. SFüsioloog Adolf Ficki (1829–1901) uuringu kohaselt leiti, et difusioonikiirus on otseselt proportsionaalne kontsentratsiooni erinevusega (C2 - C1). Mida suurem on kontsentratsioonide erinevus, seda suurem on aine molekulide voolukiirus. Vastupidiselt, mida väiksem on kontsentratsioonide erinevus, seda väiksem on aine molekulide voolukiirus. See võib olla kooskõlas meie eeldusega, et kontsentratsioonide erinevus mõjutab ka molekulide voolukiirust. Lisaks liikumisele ühest kohast difusiooni teel saavad aine molekulid (eriti gaasid) ühest kohast teise liikuda 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 tavaliselt süsinikdioksiidi (CO2) fotosünteesi läbiviimiseks. Kuna CO2 kontsentratsioonis on erinevusi2 lehe sisekülje ja välisõhu vahel, seejärel CO molekulid2 difundeerub lehtedesse läbi õhulõhede. Vastupidi, veeaur ja hapnik difundeeruvad välja. Lisaks taimedele võivad ka kassid, hiired jne lämbuda, kui difusiooni ei toimu. Taimed vajavad CO22 Fotosünteesi läbiviimiseks vajavad kassid, hiired jne hapnikku iga energiat tootva reaktsiooni jaoks. Rakkudesse jõudmiseks liiguvad hapniku molekulid difusiooni teel.
