Si l'on regarde attentivement, on peut d'abord apercevoir la fumée de la combustion. Puis, au bout d'un moment, elle disparaît. Avez-vous déjà utilisé du parfum ? Même si vous en vaporisez dans la pièce, les personnes à l'extérieur peuvent en sentir l'odeur. De même, si votre mère prépare un délicieux repas, l'arôme qui s'en dégage peut parvenir jusqu'à chez le voisin. Pourquoi ?
Il existe de nombreux autres exemples. Si vous versez quelques gouttes d'encre dans un verre d'eau claire, l'encre ou le colorant alimentaire se diffusera uniformément dans l'eau. Ce phénomène est automatique. Parmi les exemples précédents, on peut citer les phénomènes de diffusion que l'on observe fréquemment au quotidien. La diffusion est le processus par lequel une substance se déplace d'une zone de forte concentration vers une zone de faible concentration. La concentration correspond au nombre de molécules (ou moles) d'une substance par unité de volume. Un lieu à forte concentration est un lieu où l'on trouve de nombreuses molécules de substance par unité de volume. Inversement, un lieu à faible concentration est un lieu où l'on trouve peu de molécules par unité de volume.
Lorsqu'on brûle des déchets, la concentration de fumée autour du foyer est généralement assez élevée. Du fait de ces différences de concentration, les molécules de fumée se propagent naturellement des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration. Celles qui s'étaient initialement regroupées finissent par se disperser dans toutes les directions.
Lorsqu'on vaporise du parfum sur le corps, la zone de vaporisation présente une forte concentration. Du fait de cette différence de concentration, les molécules de parfum se déplacent des zones de forte concentration vers les zones de faible concentration. De même, lorsqu'on verse quelques gouttes d'encre ou de colorant alimentaire dans un verre d'eau claire, la partie de l'eau où l'encre ou le colorant est déposé en premier présente généralement une concentration plus élevée. Cette différence de concentration entraîne la diffusion des molécules d'encre ou de colorant vers toutes les zones d'eau moins concentrées. Le processus de diffusion s'arrête lorsque la concentration des molécules d'encre est homogène dans toute l'eau.
Veuillez noter que le processus de diffusion peut être expliqué par la théorie cinétique. Cette théorie stipule que toute substance est constituée de molécules qui se déplacent continuellement de manière aléatoire. Pour mieux comprendre, observez l'image ci-dessous. Le récipient est entièrement rempli d'eau. L'encre ayant coulé, la concentration en eau à la surface est supérieure à celle de l'eau au fond du récipient.
C1 est une partie cylindrique ou une partie de l'eau qui a une concentration élevée, tandis que C2 Il s'agit d'une partie cylindrique ou d'une portion d'eau à faible concentration. Pour faciliter l'analyse, nous n'étudions que les mouvements des molécules d'encre au centre du cylindre.
Le nombre de molécules d'encre dans C1 est plus (concentration élevée) que les molécules d'encre dans C2 (faible concentration). Comme les molécules d'encre se déplacent de manière aléatoire, les molécules d'encre dans C1 ont une plus grande probabilité de se déplacer vers le centre du cylindre (Δx). Au contraire, le nombre de molécules d'encre dans C2 est minuscule, ce qui réduit considérablement ses chances de se déplacer vers le centre du cylindre (Δx). Il en résultera un flux total de molécules d'encre depuis C.1 à C2Des recherches menées par le physiologiste Adolf Fick (1829-1901) ont montré que le taux de diffusion était directement proportionnel à la différence de concentration (C).2 - C1Plus la différence de concentration est importante, plus le débit des molécules de la substance est élevé.
Inversement, plus la différence de concentration est faible, plus le débit moléculaire est faible. Ceci est conforme à nos attentes, selon lesquelles les différences de concentration influencent également le débit moléculaire. Outre la diffusion, les molécules de substances (notamment les gaz) peuvent aussi se déplacer grâce au vent.
Application de la diffusion dans la vie quotidienne
Sans diffusion, votre bien-aimée ne pourrait profiter de votre parfum. De même, sans diffusion, l'arôme délicieux et appétissant des plats de votre mère dans la cuisine ne pourrait dissiper vos rêveries et votre envie de savourer rapidement les mets nutritifs qui vous attendent sur la 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 réaliser la photosynthèse. En raison de la différence de concentration en CO₂ entre l'intérieur de la feuille et l'air ambiant, les molécules de CO₂ diffusent à l'intérieur de la feuille par les stomates. À l'inverse, 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. Les molécules d'oxygène se déplacent par diffusion pour pénétrer dans les cellules.
