თუ კარგად დავაკვირდებით, თავიდან წვის შედეგად გამოყოფილი კვამლი მაინც ჩანს. გარკვეული დროის შემდეგ კვამლი უხილავი ხდება. ოდესმე გამოგიყენებიათ სუნამო? მაშინაც კი, თუ თქვენს ოთახში სუნამოს შეასხურებთ, სახლის გარეთ მყოფებს მაინც შეუძლიათ მისი სურნელის შეგრძნება. ანალოგიურად, თუ თქვენი დედა სამზარეულოში გემრიელ და მადისაღმძვრელ კერძს მოამზადებს, მეზობლების სახლებიდანაც იგრძნობა ეს არომატი. რატომ ხდება ასე?
დიფუზიის გაგება
არსებობს სხვა მრავალი მაგალითიც. თუ მელანის ან საკვების საღებავის რამდენიმე წვეთს ჩაასხამთ სუფთა წყლით სავსე ჭიქაში, მელანი ან საკვების საღებავი თანაბრად განაწილდება მთელ წყალში. ეს ავტომატურად ხდება. წინა მაგალითები დიფუზიის მოვლენებია, რომლებიც ხშირად გვხვდება ყოველდღიურ ცხოვრებაში. დიფუზია არის ნივთიერების მოლეკულების მაღალი კონცენტრაციის არეალიდან დაბალი კონცენტრაციის არეალში გადაადგილების პროცესი. კონცენტრაცია გულისხმობს ნივთიერების მოლეკულების/მოლების რაოდენობას მოცულობაში. მაღალი კონცენტრაციის ადგილი არის ადგილი, სადაც ნივთიერების მრავალი მოლეკულაა მოცულობაში. პირიქით, დაბალი კონცენტრაციის ადგილი არის ადგილი, სადაც მოლეკულების რაოდენობა მოცულობაში ცოტაა.
ნაგვის დაწვისას, ინსინერატორის გარშემო კვამლის კონცენტრაცია, როგორც წესი, საკმაოდ მაღალია. კონცენტრაციის სხვაობის გამო, კვამლის მოლეკულები ავტომატურად ვრცელდება მაღალი კონცენტრაციის ადგილებიდან დაბალი კონცენტრაციის ადგილებში. თავდაპირველად ერთმანეთში შეკრული კვამლის მოლეკულები საბოლოოდ ყველა მიმართულებით იფანტება.
როდესაც სხეულზე სუნამოს აფრქვევთ, იმ ადგილას, სადაც სუნამოა შესხურებული, სუნამოს მაღალი კონცენტრაცია აქვს. კონცენტრაციის ამ სხვაობის გამო, სუნამოს მოლეკულები მაღალი კონცენტრაციის არეალიდან დაბალი კონცენტრაციის არეალში გადადიან. როდესაც სუფთა წყლის ჭიქაში რამდენიმე წვეთ მელანს ან საკვების საღებავს ამატებთ, იმ ადგილას, სადაც პირველად წაისვით მელანი ან საკვების საღებავი, როგორც წესი, უფრო მაღალი კონცენტრაცია აქვს. კონცენტრაციის ამ სხვაობის გამო, მელნის ან საკვების საღებავის მოლეკულები დაბალი კონცენტრაციის არეალში დიფუზირდება. დიფუზიის პროცესი წყდება, როგორც კი წყლის ყველა უბანში მელნის მოლეკულების კონცენტრაცია თანაბარი გახდება.
დიფუზია და კინეტიკური თეორია
მნიშვნელოვანია აღინიშნოს, რომ დიფუზიის პროცესის ახსნა კინეტიკური თეორიის გამოყენებით არის შესაძლებელი. კინეტიკური თეორია ამტკიცებს, რომ ყველა ნივთიერება მოლეკულებისგან შედგება და ეს მოლეკულები უწყვეტ, შემთხვევით მოძრაობაში არიან. ამის გასაგებად, დააკვირდით ქვემოთ მოცემულ სურათს. მთელი კონტეინერი წყლით არის სავსე. რადგან მასში მელანი ჩაწვეთებულია, კონტეინერის ზედაპირზე არსებულ წყალს უფრო მაღალი კონცენტრაცია აქვს, ვიდრე ძირში არსებულ წყალს.
C1 არის ცილინდრის ის ნაწილი ან წყლის ის ნაწილი, რომელსაც აქვს მაღალი კონცენტრაცია, ხოლო C2 არის ცილინდრის ის ნაწილი ან წყლის ის ნაწილი, რომელსაც დაბალი კონცენტრაცია აქვს. ანალიზის გასამარტივებლად, ჩვენ მხოლოდ ცილინდრის ცენტრში მელნის მოლეკულების მოძრაობას შევისწავლით.
C1-ზე მელნის მოლეკულების რაოდენობა მეტია (მაღალი კონცენტრაცია), ვიდრე C2-ზე მელნის მოლეკულების ( დაბალი კონცენტრაცია). რადგან მელნის მოლეკულები მუდმივად შემთხვევით მოძრაობენ, C1-ზე მელნის მოლეკულებს ცილინდრის ცენტრისკენ გადაადგილების უფრო დიდი ალბათობა აქვთ ( Δx ). პირიქით, C2-ზე მელნის მოლეკულების რაოდენობა ძალიან მცირეა , ამიტომ მათ ცილინდრის ცენტრისკენ გადაადგილების ძალიან მცირე ალბათობა აქვთ ( Δx ).
დიფუზიის სიჩქარე
ამგვარად, მელნის მოლეკულების სრული ნაკადი C1-დან C2- მდე იქნება . ფიზიოლოგის, ადოლფ ფიკის (1829-1901) მიერ ჩატარებული კვლევის თანახმად , დადგინდა, რომ დიფუზიის სიჩქარე პირდაპირპროპორციულია კონცენტრაციის სხვაობისა (C2 - C1 ) . რაც უფრო დიდია კონცენტრაციის სხვაობა, მით უფრო დიდია ნივთიერების მოლეკულების ნაკადის სიჩქარე. პირიქით, რაც უფრო მცირეა კონცენტრაციის სხვაობა, მით უფრო მცირეა ნივთიერების მოლეკულების ნაკადის სიჩქარე. ეს შეიძლება შეესაბამებოდეს ჩვენს ვარაუდს, რომ კონცენტრაციის სხვაობა ასევე მოქმედებს მოლეკულების ნაკადის სიჩქარეზე. დიფუზიის გზით ადგილიდან ადგილზე გადაადგილების გარდა, ნივთიერებების (განსაკუთრებით აირების) მოლეკულებს ასევე შეუძლიათ ერთი ადგილიდან მეორეზე გადაადგილება ქარის დახმარებით.
დიფუზიის გამოყენება ყოველდღიურ ცხოვრებაში
დიფუზიის გარეშე, თქვენი საყვარელი პარტნიორი ვერ შეძლებდა თქვენი სუნამოს სურნელით ტკბობას. დიფუზიის გარეშე, სამზარეულოში დედის მიერ მომზადებული გემრიელი და მადისაღმძვრელი არომატი ვერ შეძლებდა თქვენი ოცნების დანგრევას და სასადილო მაგიდაზე ნოყიერი კერძის სწრაფად დასრულების სურვილს გაგიჩენდათ. 😉 დიფუზია ასევე ძალიან მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ადამიანების, ცხოველების, მცენარეების და ა.შ. გადარჩენაში.
მცენარეებს, როგორც წესი, ფოტოსინთეზისთვის ნახშირორჟანგი (CO2 ) სჭირდებათ. რადგან ფოთლის შიდა და გარე ჰაერებს შორის CO2-ის კონცენტრაციაში განსხვავებაა , CO2-ის მოლეკულები ფოთოლში ბაგეების მეშვეობით დიფუზირდება. პირიქით, წყლის ორთქლი და ჟანგბადი გარეთ დიფუზირდება. მცენარეების გარდა, კატებს, თაგვებს და ა.შ. ასევე შეუძლიათ დახრჩობა, თუ დიფუზია არ არის. მიუხედავად იმისა, რომ მცენარეებს CO2 ფოტოსინთეზისთვის სჭირდებათ , კატებს, თაგვებს და ა.შ. ჟანგბადი სჭირდებათ ენერგიის გამომუშავების ყველა რეაქციისთვის. უჯრედებამდე მისასვლელად ჟანგბადის მოლეკულები დიფუზიის გზით მოძრაობენ.
