സൂക്ഷിച്ചു നോക്കിയാൽ, തീയിൽ നിന്നുള്ള പുക ആദ്യം തന്നെ കാണാൻ കഴിയും. കുറച്ച് സമയത്തിനു ശേഷവും പുക അദൃശ്യമാണ്. നിങ്ങൾ എപ്പോഴെങ്കിലും പെർഫ്യൂം ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ടോ? നിങ്ങളുടെ മുറിയിൽ പെർഫ്യൂം തളിച്ചാലും, വീടിന് പുറത്തുള്ള മറ്റുള്ളവർക്ക് ഇപ്പോഴും സുഗന്ധം മണക്കാൻ കഴിയും. അതുപോലെ, നിങ്ങളുടെ അമ്മ അടുക്കളയിൽ രുചികരവും രുചികരവുമായ ഭക്ഷണം പാകം ചെയ്താൽ, അയൽക്കാരുടെ വീടുകളിൽ നിന്ന് സുഗന്ധം മണക്കാൻ കഴിയും. എന്തുകൊണ്ടാണ് ഇത് സംഭവിക്കുന്നത്?
ഡിഫ്യൂഷൻ മനസ്സിലാക്കൽ
മറ്റ് നിരവധി ഉദാഹരണങ്ങളുണ്ട്. ഒരു ഗ്ലാസ് ശുദ്ധജലത്തിൽ കുറച്ച് തുള്ളി മഷിയോ ഫുഡ് കളറിംഗോ ഇട്ടാൽ, മഷിയോ ഫുഡ് കളറിംഗോ വെള്ളത്തിലുടനീളം തുല്യമായി വ്യാപിക്കും. ഇത് യാന്ത്രികമായി സംഭവിക്കുന്നു. മുമ്പത്തെ ഉദാഹരണങ്ങൾ ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ പലപ്പോഴും അനുഭവപ്പെടുന്ന വ്യാപന സംഭവങ്ങളാണ്. ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ തന്മാത്രകളെ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു പ്രദേശത്ത് നിന്ന് കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു പ്രദേശത്തേക്ക് മാറ്റുന്ന പ്രക്രിയയാണ് ഡിഫ്യൂഷൻ. സാന്ദ്രത എന്നത് ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ തന്മാത്രകളുടെ/മോളുകളുടെ എണ്ണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു സ്ഥലം എന്നത് ഒരു പദാർത്ഥത്തിന്റെ ഒരു വ്യാപ്തത്തിൽ നിരവധി തന്മാത്രകൾ ഉള്ള സ്ഥലമാണ്. നേരെമറിച്ച്, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള ഒരു സ്ഥലം എന്നത് ഒരു വ്യാപ്തത്തിൽ കുറച്ച് തന്മാത്രകൾ ഉള്ള സ്ഥലമാണ്.
മാലിന്യം കത്തിക്കുമ്പോൾ, ഇൻസിനറേറ്ററിന് ചുറ്റുമുള്ള പുകയുടെ സാന്ദ്രത സാധാരണയായി വളരെ ഉയർന്നതായിരിക്കും. സാന്ദ്രതയിലെ വ്യത്യാസം കാരണം, പുക തന്മാത്രകൾ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള പ്രദേശങ്ങളിൽ നിന്ന് കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള പ്രദേശങ്ങളിലേക്ക് യാന്ത്രികമായി വ്യാപിക്കുന്നു. തുടക്കത്തിൽ ഒന്നിച്ചുചേർന്ന പുക തന്മാത്രകൾ ഒടുവിൽ എല്ലാ ദിശകളിലേക്കും ചിതറുന്നു.
ശരീരത്തിൽ പെർഫ്യൂം സ്പ്രേ ചെയ്യുമ്പോൾ, പെർഫ്യൂം സ്പ്രേ ചെയ്യുന്ന ഭാഗത്ത് ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ഉണ്ടാകും. സാന്ദ്രതയിലെ ഈ വ്യത്യാസം കാരണം, പെർഫ്യൂം തന്മാത്രകൾ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള സ്ഥലത്ത് നിന്ന് കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള പ്രദേശത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നു. ഒരു ഗ്ലാസ് ശുദ്ധജലത്തിലേക്ക് കുറച്ച് തുള്ളി മഷിയോ ഫുഡ് കളറിംഗോ ചേർക്കുമ്പോൾ, മഷി അല്ലെങ്കിൽ ഫുഡ് കളറിംഗ് ആദ്യം പ്രയോഗിച്ച സ്ഥലത്ത് സാധാരണയായി ഉയർന്ന സാന്ദ്രത ഉണ്ടാകും. സാന്ദ്രതയിലെ ഈ വ്യത്യാസം കാരണം, മഷി അല്ലെങ്കിൽ ഫുഡ് കളറിംഗ് തന്മാത്രകൾ കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രതയുള്ള പ്രദേശത്തുടനീളം വ്യാപിക്കുന്നു. വെള്ളത്തിന്റെ എല്ലാ ഭാഗങ്ങളിലും മഷി തന്മാത്രകളുടെ സാന്ദ്രത തുല്യമാകുമ്പോൾ വ്യാപന പ്രക്രിയ നിർത്തുന്നു.
ഡിഫ്യൂഷനും ഗതികോർജ്ജ സിദ്ധാന്തവും
വ്യാപന പ്രക്രിയയെ ചലനാത്മക സിദ്ധാന്തം ഉപയോഗിച്ച് വിശദീകരിക്കാൻ കഴിയുമെന്നത് ശ്രദ്ധിക്കേണ്ടതാണ്. എല്ലാ പദാർത്ഥങ്ങളും തന്മാത്രകൾ ചേർന്നതാണെന്നും ഈ തന്മാത്രകൾ തുടർച്ചയായ, ക്രമരഹിതമായ ചലനത്തിലാണെന്നും ഗതിക സിദ്ധാന്തം പറയുന്നു. ഇത് മനസ്സിലാക്കാൻ, താഴെയുള്ള ചിത്രം പരിശോധിക്കുക. മുഴുവൻ പാത്രവും വെള്ളത്തിൽ നിറഞ്ഞിരിക്കുന്നു. മഷി അതിൽ തുള്ളിയായി ഒഴിച്ചതിനാൽ, പാത്രത്തിന്റെ ഉപരിതലത്തിലുള്ള വെള്ളത്തിന് അടിയിലുള്ള വെള്ളത്തേക്കാൾ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുണ്ട്.
C1 സിലിണ്ടറിന്റെയോ വെള്ളത്തിന്റെയോ ഉയർന്ന സാന്ദ്രതയുള്ള ഭാഗമാണോ C?2 സിലിണ്ടറിന്റെ ഭാഗമോ ജലത്തിന്റെ സാന്ദ്രത കുറഞ്ഞ ഭാഗമോ ആണോ എന്ന് പരിശോധിക്കാം. വിശകലനം ലളിതമാക്കാൻ, സിലിണ്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗത്തുള്ള മഷി തന്മാത്രകളുടെ ചലനം മാത്രമേ നമ്മൾ പരിശോധിക്കൂ.
C1 ലെ മഷി തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം C2 ലെ മഷി തന്മാത്രകളേക്കാൾ കൂടുതലാണ് (ഉയർന്ന സാന്ദ്രത) . മഷി തന്മാത്രകൾ നിരന്തരം ക്രമരഹിതമായി നീങ്ങുന്നതിനാൽ, C1 ലെ മഷി തന്മാത്രകൾ സിലിണ്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗത്തേക്ക് നീങ്ങാനുള്ള സാധ്യത കൂടുതലാണ് ( Δ x ) . നേരെമറിച്ച്, C2 ലെ മഷി തന്മാത്രകളുടെ എണ്ണം വളരെ ചെറുതാണ് , അതിനാൽ അവ സിലിണ്ടറിന്റെ മധ്യഭാഗത്തേക്ക് നീങ്ങാനുള്ള സാധ്യത വളരെ കുറവാണ് ( Δ x ).
ഡിഫ്യൂഷൻ നിരക്ക്
അങ്ങനെ, C1 മുതൽ C2 വരെ മഷി തന്മാത്രകളുടെ ആകെ ഒഴുക്ക് ഉണ്ടാകും . അഡോൾഫ് ഫിക്ക് (1829-1901) എന്ന ശരീരശാസ്ത്രജ്ഞൻ നടത്തിയ ഗവേഷണമനുസരിച്ച്, വ്യാപന നിരക്ക് സാന്ദ്രതയിലെ വ്യത്യാസത്തിന് (C2 - C1) നേരിട്ട് ആനുപാതികമാണെന്ന് കണ്ടെത്തി . സാന്ദ്രതയിലെ വ്യത്യാസം കൂടുന്തോറും പദാർത്ഥത്തിന്റെ തന്മാത്രകളുടെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക് കൂടും. നേരെമറിച്ച്, സാന്ദ്രതയിലെ വ്യത്യാസം കുറയുന്തോറും പദാർത്ഥത്തിന്റെ തന്മാത്രകളുടെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്ക് കുറയും. സാന്ദ്രതയിലെ വ്യത്യാസം തന്മാത്രകളുടെ ഒഴുക്കിന്റെ നിരക്കിനെയും ബാധിക്കുമെന്ന നമ്മുടെ അനുമാനത്തിന് അനുസൃതമായിരിക്കാം ഇത്. വ്യാപനത്തിലൂടെ ഒരു സ്ഥലത്ത് നിന്ന് മറ്റൊരിടത്തേക്ക് നീങ്ങുന്നതിനു പുറമേ, പദാർത്ഥങ്ങളുടെ തന്മാത്രകൾക്ക് (പ്രത്യേകിച്ച് വാതകങ്ങൾ) കാറ്റിന്റെ സഹായത്തോടെ ഒരു സ്ഥലത്ത് നിന്ന് മറ്റൊരിടത്തേക്ക് നീങ്ങാനും കഴിയും.
ദൈനംദിന ജീവിതത്തിൽ ഡിഫ്യൂഷന്റെ പ്രയോഗം
ഡിഫ്യൂഷൻ ഇല്ലാതെ, നിങ്ങളുടെ പ്രിയപ്പെട്ട പങ്കാളിക്ക് നിങ്ങളുടെ പെർഫ്യൂമിന്റെ സുഗന്ധം ആസ്വദിക്കാൻ കഴിയില്ല. ഡിഫ്യൂഷൻ ഇല്ലാതെ, അടുക്കളയിൽ നിങ്ങളുടെ അമ്മ പാചകം ചെയ്യുന്നതിന്റെ രുചികരവും രുചികരവുമായ സുഗന്ധം നിങ്ങളുടെ ഓർമ്മകളെ തകർക്കാനും ഡൈനിംഗ് ടേബിളിലെ പോഷകസമൃദ്ധമായ ഭക്ഷണം വേഗത്തിൽ പൂർത്തിയാക്കാൻ നിങ്ങളെ പ്രേരിപ്പിക്കാനും കഴിയില്ല. 😉 മനുഷ്യർ, മൃഗങ്ങൾ, സസ്യങ്ങൾ മുതലായവയുടെ അതിജീവനത്തിലും ഡിഫ്യൂഷൻ വളരെ പ്രധാന പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന് സസ്യങ്ങൾക്ക് സാധാരണയായി കാർബൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (CO2 ) ആവശ്യമാണ്. ഇലയുടെ ഉൾഭാഗവും പുറത്തെ വായുവും തമ്മിൽ CO2 സാന്ദ്രതയിൽ വ്യത്യാസമുള്ളതിനാൽ , CO2 തന്മാത്രകൾ സ്റ്റോമറ്റ വഴി ഇലയിലേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു. നേരെമറിച്ച്, ജലബാഷ്പവും ഓക്സിജനും പുറത്തേക്ക് വ്യാപിക്കുന്നു. വ്യാപനം ഇല്ലെങ്കിൽ സസ്യങ്ങൾക്ക് പുറമേ, പൂച്ചകൾ, എലികൾ മുതലായവയും ശ്വാസംമുട്ടിച്ചേക്കാം. പ്രകാശസംശ്ലേഷണത്തിന് സസ്യങ്ങൾക്ക് CO2 ആവശ്യമാണെങ്കിൽ , പൂച്ചകൾ, എലികൾ മുതലായവയ്ക്ക് ഊർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഓരോ പ്രതിപ്രവർത്തനത്തിനും ഓക്സിജൻ ആവശ്യമാണ്. കോശങ്ങളിലെത്താൻ, ഓക്സിജൻ തന്മാത്രകൾ വ്യാപനത്തിലൂടെ നീങ്ങുന്നു.
