Ja ieskatāmies uzmanīgāk, sākotnēji var redzēt sadegšanas dūmus. Pēc brīža dūmus vairs nevar redzēt. Vai esat lietojis smaržas? Pat ja telpā izsmidzināt smaržas, arī citi cilvēki ārpus mājas var sajust smaržu aromātu. Ja māte virtuvē gatavo gardu un ēstgribu rosinošu ēdienu, gatavošanas aromātu var sajust arī no kaimiņu mājas. Kāpēc tā?
Ir daudz citu piemēru. Ja glāzē ar dzidru ūdeni ievietojat dažus pilienus tintes, tinte vai pārtikas krāsviela vienmērīgi izplatīsies pa visu ūdeni. Tas notiek automātiski. Daži iepriekšējie piemēri ir difūzijas notikumi, kas bieži rodas ikdienas dzīvē. Difūzija ir vielu pārvietošanas process no augstas koncentrācijas uz zemu koncentrāciju. Ar koncentrāciju tiek saprasts vielas molekulu/molu skaits tilpumā. Augstas koncentrācijas vieta ir vieta, kur ir daudz vielu molekulu tilpumā. Turpretī zemas koncentrācijas ir vietas, kur ir maz molekulu tilpumā.
Dedzinot atkritumus, dūmu koncentrācija ap degošajiem atkritumiem parasti ir diezgan augsta. Tā kā koncentrācijas ir dažādas, dūmu molekulas automātiski izplatās no augstas koncentrācijas uz zemu koncentrāciju. Dūmu molekulas, kas sākotnēji apvienojās, galu galā izkliedējās visos virzienos.
Kad uz ķermeņa izsmidzina smaržas, vietā, kur smaržas tiek izsmidzinātas, ir augsta koncentrācija. Tā kā koncentrācija atšķiras, smaržu molekulas pārvietojas no augstas koncentrācijas uz zemu koncentrāciju. Kad glāzē ar dzidru ūdeni ielej dažus pilienus tintes vai pārtikas krāsvielas, ūdens daļai, uz kuras vispirms tiek uzpilināta tinte vai pārtikas krāsviela, parasti ir augstāka koncentrācija. Tā kā koncentrācijas atšķiras, tintes molekulas vai pārtikas krāsvielas molekulas izplatās pa visām ūdens daļām, kurās ir zema koncentrācija. Difūzijas process apstāsies, kad tintes molekulu koncentrācija visās ūdens daļās būs vienāda.
Lūdzu, ņemiet vērā, ka difūzijas procesu var izskaidrot, izmantojot kinētisko teoriju. Kinētiskā teorija apgalvo, ka katra viela sastāv no molekulām, un šīs molekulas nepārtraukti pārvietojas nejauši. Lai to saprastu, aplūkojiet attēlu zemāk. Visas trauka daļas ir piepildītas ar ūdeni. Tā kā tinte tiek pilināta, ūdenim uz trauka virsmas ir augstāka koncentrācija nekā ūdenim apakšā.
C1 ir cilindriska daļa vai ūdens daļa ar augstu koncentrāciju, savukārt C2 ir cilindriska daļa vai ūdens daļa ar zemu koncentrāciju. Lai atvieglotu analīzi, mēs aplūkojam tikai tintes molekulu kustības cilindra centrā.
Tintes molekulu skaits C1 ir vairāk (augsta koncentrācija) nekā tintes molekulas C2 (zema koncentrācija). Tā kā tintes molekulas pārvietojas nejauši, tintes molekulas C1 ir lielāka iespēja virzīties uz cilindra centru (Δx). Gluži pretēji, tintes molekulu skaits C2 ir niecīgs, tāpēc tam ir maza iespēja pārvietoties cilindra centra virzienā (Δx). Tādējādi no C būs pilnīga tintes molekulu plūsma.1 uz C2Fiziologa Ādolfa Fika (1829–1901) veiktā pētījumā tika atklāts, ka difūzijas ātrums ir tieši proporcionāls koncentrācijas starpībai (C2 - C1). Jo lielāka ir koncentrācijas starpība, jo lielāks ir vielas molekulu plūsmas ātrums.
un otrādi, jo mazāka ir koncentrācijas atšķirība, jo mazāks ir vielu molekulu plūsmas ātrums. Tas varētu būt saistīts ar mūsu pieņēmumiem, ka koncentrācijas atšķirības ietekmē arī molekulu plūsmas ātrumu. Papildus vietu maiņai difūzijas ceļā, vielu molekulas (īpaši gāzveida vielas) var pārvietoties arī no vienas vietas uz otru, izmantojot vēja palīdzību.
Difūzijas pielietojums ikdienas dzīvē
Ja nebūtu difūzijas, tava mīļotā draudzene nevarētu baudīt tavas smaržas. Bez difūzijas mātes gatavotā ēdiena aromāts gardā un ēstgribu rosinošā virtuvē arī nevar kliedēt tavu sapņu pasauli un vēlmi ātri apēst uzturvielām bagātu ēdienu, kas pieejams pie ēdamgalda. Difūzijai ir arī nozīmīga loma cilvēku, dzīvnieku, augu u.c. izdzīvošanā.
Augiem fotosintēzes veikšanai parasti ir nepieciešams oglekļa dioksīds (CO2 ) . Tā kā CO2 koncentrācija lapas iekšpusē un gaisā atšķiras, CO2 molekulas difundē lapā caur atvārsnītēm. Turpretī ūdens tvaiki un skābeklis difundē ārā. Papildus augiem, arī kaķi, peles utt. var nosmakt, ja nav difūzijas. Ja augiem fotosintēzes veikšanai ir nepieciešams CO2, tad kaķiem, pelēm utt. katrai reakcijai, kas rada enerģiju, ir nepieciešams skābeklis. Skābekļa molekulas pārvietojas ar difūzijas palīdzību, lai nonāktu šūnās.
