જો આપણે નજીકથી જોઈએ તો, શરૂઆતમાં સળગતા ધુમાડા હજુ પણ દેખાઈ શકે છે. થોડા સમય પછી, ધુમાડો અદ્રશ્ય થઈ જાય છે. શું તમે ક્યારેય પરફ્યુમનો ઉપયોગ કર્યો છે? જો તમે તમારા રૂમમાં પરફ્યુમ છાંટતા હોવ તો પણ ઘરની બહારના લોકો તેની સુગંધ અનુભવી શકે છે. તેવી જ રીતે, જો તમારી માતા રસોડામાં સ્વાદિષ્ટ અને ભૂખ લગાડનાર ભોજન રાંધે છે, તો તેની સુગંધ પડોશીઓના ઘરમાંથી પણ આવી શકે છે. આવું કેમ છે?
પ્રસરણને સમજવું
બીજા ઘણા ઉદાહરણો છે. જો તમે સ્વચ્છ પાણીના ગ્લાસમાં શાહી અથવા ફૂડ કલરના થોડા ટીપા નાખો છો, તો શાહી અથવા ફૂડ કલર આખા પાણીમાં સમાનરૂપે ફેલાઈ જશે. આ આપમેળે થાય છે. અગાઉના ઉદાહરણો પ્રસરણ ઘટનાઓ છે જે ઘણીવાર રોજિંદા જીવનમાં અનુભવાય છે. પ્રસરણ એ પદાર્થના પરમાણુઓને ઉચ્ચ સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારમાંથી ઓછી સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારમાં ખસેડવાની પ્રક્રિયા છે. સાંદ્રતા એ પદાર્થના પરમાણુઓ/મોલ્સની સંખ્યાનો ઉલ્લેખ કરે છે. ઉચ્ચ સાંદ્રતાનું સ્થાન એ છે જ્યાં પ્રતિ વોલ્યુમ પદાર્થના ઘણા પરમાણુઓ હોય છે. તેનાથી વિપરીત, ઓછી સાંદ્રતાનું સ્થાન એ છે જ્યાં પ્રતિ વોલ્યુમ થોડા પરમાણુઓ હોય છે.
જ્યારે તમે કચરો બાળો છો, ત્યારે ઇન્સિનેરેટરની આસપાસ ધુમાડાનું પ્રમાણ સામાન્ય રીતે ઘણું વધારે હોય છે. સાંદ્રતામાં તફાવતને કારણે, ધુમાડાના અણુઓ આપમેળે ઉચ્ચ સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારોમાંથી ઓછી સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારોમાં ફેલાય છે. શરૂઆતમાં એકસાથે ગૂંથાયેલા ધુમાડાના અણુઓ આખરે બધી દિશામાં વિખેરાઈ જાય છે.
જ્યારે તમે તમારા શરીર પર પરફ્યુમ છાંટો છો, ત્યારે જે વિસ્તારમાં પરફ્યુમ છાંટવામાં આવે છે ત્યાં વધારે સાંદ્રતા હોય છે. સાંદ્રતામાં આ તફાવતને કારણે, પરફ્યુમના પરમાણુઓ વધુ સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારમાંથી ઓછી સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારમાં જાય છે. જ્યારે તમે સ્વચ્છ પાણીના ગ્લાસમાં શાહી અથવા ફૂડ કલરના થોડા ટીપાં ઉમેરો છો, ત્યારે જે વિસ્તારમાં શાહી અથવા ફૂડ કલર પહેલી વાર લગાવવામાં આવ્યો હતો ત્યાં સામાન્ય રીતે વધારે સાંદ્રતા હોય છે. સાંદ્રતામાં આ તફાવતને કારણે, શાહી અથવા ફૂડ કલરના પરમાણુઓ ઓછી સાંદ્રતાવાળા વિસ્તારમાં ફેલાય છે. પાણીના બધા વિસ્તારોમાં શાહીના અણુઓની સાંદ્રતા સમાન થઈ જાય પછી પ્રસરણ પ્રક્રિયા બંધ થઈ જાય છે.
પ્રસરણ અને ગતિ સિદ્ધાંત
એ નોંધવું મહત્વપૂર્ણ છે કે પ્રસરણ પ્રક્રિયાને ગતિ સિદ્ધાંતનો ઉપયોગ કરીને સમજાવી શકાય છે. ગતિ સિદ્ધાંત જણાવે છે કે દરેક પદાર્થ પરમાણુઓથી બનેલો છે, અને આ પરમાણુઓ સતત, રેન્ડમ ગતિમાં છે. આ સમજવા માટે, નીચેની છબીનું પરીક્ષણ કરો. આખું પાત્ર પાણીથી ભરેલું છે. કારણ કે તેમાં શાહી ટપકાવવામાં આવી છે, પાત્રની સપાટી પરનું પાણી તળિયે રહેલા પાણી કરતાં વધુ સાંદ્રતા ધરાવે છે.
C1 સિલિન્ડરનો ભાગ અથવા પાણીનો તે ભાગ છે જેનું પ્રમાણ વધુ હોય છે, જ્યારે C2 એ સિલિન્ડરનો ભાગ છે અથવા પાણીનો તે ભાગ છે જેની સાંદ્રતા ઓછી છે. વિશ્લેષણને સરળ બનાવવા માટે, આપણે ફક્ત સિલિન્ડરના કેન્દ્રમાં શાહીના અણુઓની ગતિવિધિની તપાસ કરીશું.
C1 પર શાહીના અણુઓની સંખ્યા C2 ( ઓછી સાંદ્રતા) પર શાહીના અણુઓ કરતાં વધુ (ઉચ્ચ સાંદ્રતા) છે . શાહીના અણુઓ સતત અવ્યવસ્થિત રીતે ફરતા હોવાથી, C1 પર શાહીના અણુઓ સિલિન્ડરના કેન્દ્ર ( Δ x) તરફ આગળ વધવાની સંભાવના વધારે છે . તેનાથી વિપરીત, C2 પર શાહીના અણુઓની સંખ્યા ખૂબ જ ઓછી છે તેથી તેમની સિલિન્ડરના કેન્દ્ર ( Δ x) તરફ આગળ વધવાની સંભાવના ખૂબ જ ઓછી છે.
પ્રસરણ દર
આમ, C1 થી C2 સુધી શાહીના પરમાણુઓનો કુલ પ્રવાહ હશે . એડોલ્ફ ફિક (1829-1901) નામના ફિઝિયોલોજિસ્ટ દ્વારા હાથ ધરાયેલા સંશોધન મુજબ , એવું જાણવા મળ્યું કે પ્રસારનો દર સાંદ્રતામાં તફાવત (C2 - C1 ) ના સીધા પ્રમાણસર છે . સાંદ્રતામાં તફાવત જેટલો વધારે હશે, તેટલો પદાર્થના પરમાણુઓના પ્રવાહનો દર વધારે હશે. તેનાથી વિપરીત, સાંદ્રતામાં તફાવત જેટલો ઓછો હશે, તેટલો પદાર્થના પરમાણુઓના પ્રવાહનો દર ઓછો હશે. આ આપણી ધારણા અનુસાર હોઈ શકે છે કે સાંદ્રતામાં તફાવત પરમાણુઓના પ્રવાહના દરને પણ અસર કરે છે. પ્રસાર દ્વારા એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ જવા ઉપરાંત, પદાર્થોના પરમાણુઓ (ખાસ કરીને વાયુઓ) પવનની મદદથી એક જગ્યાએથી બીજી જગ્યાએ પણ જઈ શકે છે.
રોજિંદા જીવનમાં પ્રસરણનો ઉપયોગ
ડિફ્યુઝન વિના, તમારા પ્રિય જીવનસાથી તમારા પરફ્યુમની સુગંધનો આનંદ માણી શકશે નહીં. ડિફ્યુઝન વિના, રસોડામાં તમારી માતાના રસોઈની સ્વાદિષ્ટ અને મોહક સુગંધ તમારા મનમાં ઉન્માદ તોડી શકશે નહીં અને તમને ડાઇનિંગ ટેબલ પર પૌષ્ટિક ભોજન ઝડપથી સમાપ્ત કરવાની ઇચ્છા કરાવશે નહીં. 😉 ડિફ્યુઝન પણ મનુષ્યો, પ્રાણીઓ, છોડ વગેરેના અસ્તિત્વમાં ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.
છોડને સામાન્ય રીતે પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે કાર્બન ડાયોક્સાઇડ (CO2 ) ની જરૂર પડે છે. પાંદડાની અંદર અને બહારની હવા વચ્ચે CO2 સાંદ્રતામાં તફાવત હોવાથી , CO2 પરમાણુઓ સ્ટોમાટા દ્વારા પાંદડામાં ફેલાય છે. તેનાથી વિપરીત, પાણીની વરાળ અને ઓક્સિજન બહાર ફેલાય છે. છોડ ઉપરાંત, બિલાડીઓ, ઉંદરો વગેરે પણ જો પ્રસાર ન હોય તો ગૂંગળામણ કરી શકે છે. જ્યારે છોડને પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે CO2 ની જરૂર પડે છે , ત્યારે બિલાડીઓ, ઉંદરો વગેરેને દરેક ઉર્જા ઉત્પન્ન કરતી પ્રતિક્રિયા માટે ઓક્સિજનની જરૂર પડે છે. કોષો સુધી પહોંચવા માટે, ઓક્સિજનના પરમાણુઓ પ્રસાર દ્વારા આગળ વધે છે.
