Ef við lítum vel sést enn reykurinn frá brunanum í fyrstu. Eftir smá stund hverfur reykurinn. Hefur þú einhvern tíma notað ilmvatn? Jafnvel þótt þú úðir því í herbergið þitt geta aðrir utan hússins samt fundið ilminn af því. Sömuleiðis kEf móðir eldar ljúffengan og girnilegan mat í eldhúsinu, þá má finna ilminn frá húsum nágranna sinna. Hvers vegna er það?
Að skilja dreifingu
Það eru mörg önnur dæmi. Ef þú setur nokkra dropa af bleki eða matarlit í glas af tæru vatni, þá dreifist blekið eða matarliturinn jafnt um vatnið. Þetta gerist sjálfkrafa. Dæmin hér að ofan eru dreifingaratburðir sem oft eiga sér stað í daglegu lífi. Dreifing er ferlið við að færa sameindir efnis frá svæði með mikla styrk til svæðis með litla styrk. Styrkur vísar til fjölda sameinda/móls af efni á rúmmáli. Staður með mikla styrk er þar sem eru margar sameindir af efni á rúmmáli. Aftur á móti er staður með litla styrk þar sem eru fáar sameindir á rúmmáli.
Þegar þú brennir rusl er reykþéttnin í kringum brennsluofninn yfirleitt nokkuð mikil. Vegna mismunandi þéttni dreifast reyksameindirnar sjálfkrafa frá svæðum með mikla þéttni til svæða með litla þéttni. Reyksameindirnar, sem upphaflega kekkuðust saman, dreifast að lokum í allar áttir.
Þegar þú úðar ilmvatni á líkamann er svæðið þar sem ilmvatnið er úðað í mikilli styrk. Vegna þessa mismunar á styrk færast ilmvatnssameindirnar frá svæðinu með háa styrkinn yfir á svæðið með lága styrkinn. Þegar þú bætir nokkrum dropum af bleki eða matarlit út í glas af tæru vatni er svæðið þar sem blekið eða matarliturinn var fyrst borinn á venjulega í hærri styrk. Vegna þessa mismunar á styrk dreifast blek- eða matarlitarsameindirnar um svæðið með lága styrkinn. Dreifingarferlið stöðvast þegar styrkur bleksameindanna á öllum svæðum vatnsins er jafn.
Dreifingar- og hreyfifræði
Mikilvægt er að hafa í huga að hægt er að útskýra dreifingarferlið með hreyfifræði. Hreyfifræðin segir að hvert efni sé samsett úr sameindum og þessar sameindir séu í stöðugri, handahófskenndri hreyfingu. Til að skilja þetta, skoðið myndina hér að neðan. Allur ílátið er fyllt af vatni. Vegna þess að blek hefur verið droppað ofan í það, hefur vatnið á yfirborði ílátsins hærri styrk en vatnið á botninum.
C1 er sá hluti strokksins eða sá hluti vatnsins sem hefur háan styrk, en C2 er sá hluti strokksins eða sá hluti vatnsins sem hefur lágan styrk. Til að einfalda greininguna munum við aðeins skoða hreyfingu bleksameindanna í miðju strokksins.
Fjöldi bleksameinda í C1 meira (hár styrkur) en bleksameindirnar í C2 (lágur styrkur). Þar sem bleksameindirnar eru stöðugt að hreyfast af handahófi, þá eru bleksameindirnar við C1 hefur meiri möguleika á að færast nær miðju sívalningsins (Δx). Hins vegar er fjöldi bleksameinda sem eru í C2 svo lítið að það hefur mjög litla möguleika á að færast í átt að miðju sívalningsins (Δx).
Dreifingarhraði
Þannig verður heildarflæði bleksameinda frá C1 að fara til C2. SSamkvæmt rannsóknum lífeðlisfræðingsins Adolfs Fick (1829-1901) kom í ljós að dreifingarhraðinn er í beinu hlutfalli við mismuninn á styrk (C2 - C1). Því meiri sem munurinn á styrk er, því meiri er flæðishraði sameinda efnisins. Aftur á móti, því minni sem munurinn á styrk er, því minni er flæðishraði sameinda efnisins. Þetta gæti verið í samræmi við forsendu okkar um að munurinn á styrk hafi einnig áhrif á flæðishraða sameinda. Auk þess að færa sig frá einum stað til annars með dreifingu geta sameindir efnis (sérstaklega lofttegundir) einnig færst frá einum stað til annars með hjálp vinds.
Notkun dreifingar í daglegu lífi
Án dreifingar gæti ástkæri maki þinn ekki notið ilmvatnsins þíns. Án dreifingar gæti ljúffengur og girnilegur ilmur af matreiðslu mömmu þinnar í eldhúsinu ekki rofið drauma þína og fengið þig til að vilja klára næringarríka máltíðina á borðstofuborðinu. 😉 Dreifing gegnir einnig mjög mikilvægu hlutverki í lifun manna, dýra, plantna o.s.frv.
Plöntur þurfa venjulega koltvísýring (CO2) til að framkvæma ljóstillífun. Vegna þess að það er mismunandi styrkur CO22 milli innra byrðis laufsins og loftsins að utan, þá CO sameindirnar2 dreifist inn í laufin í gegnum loftaugirnar. Aftur á móti dreifast vatnsgufa og súrefni út. Auk plantna geta kettir, mýs o.s.frv. einnig kafnað ef engin dreifing á sér stað. Plöntur þurfa CO2 Til að framkvæma ljóstillífun þurfa kettir, mýs o.s.frv. súrefni fyrir allar orkuframleiðsluviðbrögð. Til að komast til frumnanna hreyfast súrefnisameindir með dreifingu.
