Si l'on regarde attentivement, la fumée de la combustion est encore visible au début. Après un moment, elle disparaît. Avez-vous déjà utilisé du parfum ? Même si vous en vaporisez dans votre chambre, les personnes à l'extérieur peuvent encore sentir son parfum. De même, si votre mère prépare un délicieux repas, l'arôme embaume la maison des voisins. Pourquoi ?
Comprendre la diffusion
Il existe de nombreux autres exemples. Si vous versez quelques gouttes d'encre ou de colorant alimentaire dans un verre d'eau claire, l'encre ou le colorant se diffusera uniformément dans l'eau. Ce phénomène est automatique. Les exemples précédents illustrent des phénomènes de diffusion que l'on observe fréquemment au quotidien. La diffusion est le processus de déplacement des molécules d'une substance d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration. La concentration désigne le nombre de molécules (ou moles) d'une substance par unité de volume. Un lieu de forte concentration est un lieu où la concentration en molécules est élevée. Inversement, un lieu de faible concentration est un lieu où la concentration en molécules est faible.
Lorsqu'on incinère des déchets, la concentration de fumée autour de l'incinérateur est généralement très élevée. Du fait de cette différence de concentration, les molécules de fumée se propagent automatiquement des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration. Initialement regroupées, elles finissent par se disperser dans toutes les directions.
Lorsque vous vaporisez du parfum sur votre corps, la zone de vaporisation présente une forte concentration. Du fait de cette différence de concentration, les molécules de parfum migrent de la zone de forte concentration vers la zone de faible concentration. De même, lorsque vous ajoutez quelques gouttes d'encre ou de colorant alimentaire à un verre d'eau claire, la zone où l'encre ou le colorant a été initialement déposé présente généralement une concentration plus élevée. Cette différence de concentration entraîne la diffusion des molécules d'encre ou de colorant dans toute la zone de faible concentration. Le processus de diffusion s'arrête lorsque la concentration des molécules d'encre est identique dans toute l'eau.
Théorie de la diffusion et de la cinétique
Il est important de noter que le processus de diffusion peut être expliqué par la théorie cinétique. Cette théorie stipule que toute substance est composée de molécules en mouvement continu et aléatoire. Pour comprendre cela, observez l'image ci-dessous. Le récipient est entièrement rempli d'eau. Comme de l'encre y a été versée, la concentration en encre à la surface du récipient est plus élevée qu'au fond.
C1 est la partie du cylindre ou la partie de l'eau qui présente une concentration élevée, tandis que C2 Il s'agit de la partie du cylindre ou de la partie de l'eau où la concentration est faible. Pour simplifier l'analyse, nous n'examinerons que le mouvement des molécules d'encre au centre du cylindre.
Le nombre de molécules d'encre en C1 est supérieur (concentration élevée) à celui en C2 ( faible concentration). Du fait du mouvement aléatoire constant des molécules d'encre, celles en C1 ont une plus grande probabilité de se déplacer vers le centre du cylindre ( Δx ). À l'inverse, le nombre de molécules d'encre en C2 étant très faible, leur probabilité de se déplacer vers le centre du cylindre ( Δx ) est très faible.
Taux de diffusion
Il y aura donc un flux total de molécules d'encre de C1 vers C2 . Selon les recherches du physiologiste Adolf Fick (1829-1901), le taux de diffusion est directement proportionnel à la différence de concentration (C2 - C1 ) . Plus la différence de concentration est grande, plus le flux de molécules est important. Inversement, plus la différence de concentration est faible, plus le flux est faible. Ceci confirme notre hypothèse selon laquelle la différence de concentration influe également sur le flux moléculaire. Outre la diffusion, les molécules (notamment les gaz) peuvent aussi se déplacer grâce au vent.
Application de la diffusion dans la vie quotidienne
Sans diffusion, votre partenaire ne pourrait pas profiter du parfum de votre parfum. Sans diffusion, le délicieux arôme des plats préparés par votre mère dans la cuisine ne pourrait pas interrompre votre rêverie et vous donner envie de finir rapidement le repas nutritif servi à table. 😉 La diffusion joue également un rôle essentiel dans la survie des humains, des animaux, des plantes, etc.
Les plantes ont généralement besoin de dioxyde de carbone (CO₂ ) pour la photosynthèse. En raison de la différence de concentration en CO₂ entre l'intérieur de la feuille et l'air extérieur, les molécules de CO₂ diffusent à l'intérieur de la feuille par les stomates. Inversement, la vapeur d'eau et l'oxygène diffusent vers l'extérieur. Outre les plantes, les chats, les souris, etc., peuvent également suffoquer en l'absence de diffusion. Si les plantes ont besoin de CO₂ pour la photosynthèse, les chats, les souris, etc., ont besoin d'oxygène pour chaque réaction produisant de l'énergie. Pour atteindre les cellules, les molécules d'oxygène se déplacent par diffusion.
