जवळून पाहिल्यास, जळण्याचा धूर सुरुवातीला दिसतो. थोड्या वेळाने तो धूर अदृश्य होतो. तुम्ही कधी अत्तर वापरले आहे का? तुम्ही तुमच्या खोलीत अत्तर फवारले तरी, घराबाहेरील लोकांना त्याचा सुगंध येतोच. त्याचप्रमाणे, तुमच्या आईने स्वयंपाकघरात स्वादिष्ट आणि रुचकर जेवण बनवले, तर त्याचा सुगंध शेजाऱ्यांच्या घरांपर्यंत येतो. असे का होते?
प्रसार समजून घेणे
अशी इतरही अनेक उदाहरणे आहेत. जर तुम्ही स्वच्छ पाण्याच्या ग्लासात शाईचे किंवा खाद्यरंगाचे काही थेंब टाकले, तर ती शाई किंवा खाद्यरंग पाण्यात एकसारखे पसरतील. हे आपोआप घडते. मागील उदाहरणे ही विसरणाच्या घटना आहेत, ज्यांचा दैनंदिन जीवनात अनेकदा अनुभव येतो. विसरण म्हणजे एखाद्या पदार्थाच्या रेणूंचे जास्त घनतेच्या भागातून कमी घनतेच्या भागाकडे जाण्याची प्रक्रिया होय. घनता म्हणजे पदार्थाच्या प्रति घनफळातील रेणूंची/मोलची संख्या. जास्त घनतेचे ठिकाण म्हणजे जिथे प्रति घनफळ पदार्थाचे अनेक रेणू असतात. याउलट, कमी घनतेचे ठिकाण म्हणजे जिथे प्रति घनफळ कमी रेणू असतात.
जेव्हा तुम्ही कचरा जाळता, तेव्हा कचरा जाळण्याच्या जागेभोवती धुराची घनता सहसा खूप जास्त असते. घनतेतील फरकामुळे, धुराचे रेणू जास्त घनतेच्या भागातून कमी घनतेच्या भागाकडे आपोआप पसरतात. सुरुवातीला एकत्र जमा झालेले धुराचे रेणू अखेरीस सर्व दिशांना विखुरतात.
जेव्हा तुम्ही तुमच्या शरीरावर अत्तर फवारता, तेव्हा ज्या भागावर अत्तर फवारले जाते, त्या भागात त्याची घनता जास्त असते. घनतेतील या फरकामुळे, अत्तराचे रेणू जास्त घनतेच्या भागातून कमी घनतेच्या भागाकडे जातात. जेव्हा तुम्ही स्वच्छ पाण्याच्या ग्लासात शाईचे किंवा खाद्य रंगाचे काही थेंब टाकता, तेव्हा ज्या भागावर शाई किंवा खाद्य रंग प्रथम लावला जातो, त्या भागात सहसा जास्त घनता असते. घनतेतील या फरकामुळे, शाई किंवा खाद्य रंगाचे रेणू कमी घनतेच्या संपूर्ण भागात पसरतात. एकदा का पाण्याच्या सर्व भागांतील शाईच्या रेणूंची घनता समान झाली की, ही पसरण्याची प्रक्रिया थांबते.
प्रसार आणि गतिज सिद्धांत
हे लक्षात घेणे महत्त्वाचे आहे की विसरण प्रक्रिया गतिज सिद्धांताचा वापर करून स्पष्ट केली जाऊ शकते. गतिज सिद्धांतानुसार, प्रत्येक पदार्थ रेणूंनी बनलेला असतो आणि हे रेणू सतत, यादृच्छिक गतीत असतात. हे समजून घेण्यासाठी, खालील चित्राचे निरीक्षण करा. संपूर्ण भांडे पाण्याने भरलेले आहे. त्यात शाईचे थेंब टाकल्यामुळे, भांड्याच्या पृष्ठभागावरील पाण्याची घनता तळाशी असलेल्या पाण्यापेक्षा जास्त आहे.
C1 सिलेंडरचा किंवा पाण्याचा तो भाग आहे जिथे सांद्रता जास्त आहे, तर C2 सिलेंडरचा किंवा पाण्याचा तो भाग आहे जिथे सांद्रता कमी आहे. विश्लेषण सोपे करण्यासाठी, आपण फक्त सिलेंडरच्या मध्यभागी असलेल्या शाईच्या रेणूंच्या हालचालीचे परीक्षण करू.
C1 येथील शाईच्या रेणूंची संख्या (उच्च सांद्रता) C2 येथील शाईच्या रेणूंच्या संख्येपेक्षा ( कमी सांद्रता) जास्त आहे . शाईचे रेणू सतत यादृच्छिकपणे फिरत असल्यामुळे, C1 येथील शाईच्या रेणूंची सिलेंडरच्या केंद्राकडे जाण्याची शक्यता जास्त असते ( Δx ). याउलट, C2 येथील शाईच्या रेणूंची संख्या खूप कमी असल्यामुळे , त्यांची सिलेंडरच्या केंद्राकडे जाण्याची शक्यता खूप कमी असते ( Δx ).
प्रसार दर
अशाप्रकारे, शाईच्या रेणूंचा एकूण प्रवाह C1 पासून C2 पर्यंत होईल . अॅडॉल्फ फिक (१८२९-१९०१) नावाच्या शरीरशास्त्रज्ञाने केलेल्या संशोधनानुसार, असे आढळून आले की विसरणाचा दर सांद्रतेतील फरकाच्या (C2 - C1) समप्रमाणात असतो . सांद्रतेतील फरक जितका जास्त , तितका पदार्थाच्या रेणूंच्या प्रवाहाचा दर जास्त असतो. याउलट, सांद्रतेतील फरक जितका कमी, तितका पदार्थाच्या रेणूंच्या प्रवाहाचा दर कमी असतो. हे आपल्या या गृहितकाशी सुसंगत असू शकते की सांद्रतेतील फरक रेणूंच्या प्रवाहाच्या दरावर देखील परिणाम करतो. विसरणाद्वारे एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जाण्याव्यतिरिक्त, पदार्थांचे (विशेषतः वायूंचे) रेणू वाऱ्याच्या मदतीने देखील एका ठिकाणाहून दुसऱ्या ठिकाणी जाऊ शकतात.
दैनंदिन जीवनात विसरणाचा उपयोग
सुगंधाच्या प्रसाराशिवाय, तुमच्या प्रिय जोडीदाराला तुमच्या परफ्यूमच्या सुगंधाचा आनंद घेता येणार नाही. सुगंधाच्या प्रसाराशिवाय, स्वयंपाकघरातील तुमच्या आईच्या हातच्या जेवणाचा स्वादिष्ट आणि रुचकर सुगंध तुमची तंद्री भंग करू शकणार नाही आणि जेवणाच्या टेबलावरील पौष्टिक जेवण पटकन संपवण्याची तुमची इच्छा निर्माण करू शकणार नाही. 😉 मानव, प्राणी, वनस्पती इत्यादींच्या अस्तित्वासाठी देखील सुगंधाचा प्रसार खूप महत्त्वाची भूमिका बजावतो.
वनस्पतींना सामान्यतः प्रकाशसंश्लेषणासाठी कार्बन डायऑक्साइडची (CO2 ) आवश्यकता असते. पानाच्या आतील भाग आणि बाहेरील हवा यांच्यामधील CO2 च्या प्रमाणामध्ये फरक असल्यामुळे , CO2 चे रेणू पर्णरंध्रांमधून पानात विसरित होतात. याउलट, पाण्याची वाफ आणि ऑक्सिजन विसरित होऊन बाहेर पडतात. वनस्पतींव्यतिरिक्त, मांजरे, उंदीर इत्यादी प्राणीदेखील विसरण न झाल्यास गुदमरून मरू शकतात. वनस्पतींना प्रकाशसंश्लेषणासाठी CO2 ची आवश्यकता असते, तर मांजरे , उंदीर इत्यादी प्राण्यांना प्रत्येक ऊर्जा-उत्पादक प्रक्रियेसाठी ऑक्सिजनची आवश्यकता असते. पेशींपर्यंत पोहोचण्यासाठी, ऑक्सिजनचे रेणू विसरणाद्वारे प्रवास करतात.
