Jeśli przyjrzymy się uważnie, początkowo widać dym ze spalania. Po chwili dym staje się niewidoczny. Czy używałeś perfum? Nawet jeśli rozpylisz perfumy w pokoju, osoby przebywające poza domem również mogą poczuć ich zapach. Jeśli matka gotuje pyszne i apetyczne jedzenie w kuchni, aromat gotowania można wyczuć również z domu sąsiada. Dlaczego?
Istnieje wiele innych przykładów. Jeśli wlejesz kilka kropli atramentu do szklanki z czystą wodą, atrament lub barwnik spożywczy rozprowadzi się równomiernie w wodzie. Dzieje się to automatycznie. Niektóre z poprzednich przykładów to zjawiska dyfuzji, często spotykane w życiu codziennym. Dyfuzja to proces przenoszenia substancji z wysokiego stężenia do niskiego. Przez stężenie rozumie się liczbę cząsteczek/moli substancji na objętość. Miejsce o wysokim stężeniu to miejsce, w którym na objętość przypada wiele cząsteczek substancji. Natomiast miejsca o niskim stężeniu to miejsca, w których na objętość przypada niewiele cząsteczek.
Podczas spalania śmieci, stężenie dymu wokół nich jest zazwyczaj dość wysokie. Ze względu na zróżnicowaną koncentrację, cząsteczki dymu automatycznie rozprzestrzeniają się z miejsc o wysokim stężeniu do miejsc o niskim stężeniu. Cząsteczki dymu, które początkowo się połączyły, ostatecznie rozproszyły się we wszystkich kierunkach.
Podczas spryskiwania ciała perfumami, miejsce, w którym są rozpylane, ma wysokie stężenie. Ze względu na różnice w stężeniu, cząsteczki perfum przemieszczają się z miejsc o wysokim stężeniu do miejsc o niskim stężeniu. Gdy dodamy kilka kropli tuszu lub barwnika spożywczego do szklanki z czystą wodą, część wody, na którą najpierw nakroplimy tusz lub barwnik spożywczy, zazwyczaj ma wyższe stężenie. Ze względu na różnice w stężeniu, cząsteczki tuszu lub barwnika spożywczego rozprzestrzeniają się na wszystkie części wody o niskim stężeniu. Proces dyfuzji zatrzyma się, gdy stężenie cząsteczek tuszu we wszystkich częściach wody będzie takie samo.
Należy pamiętać, że proces dyfuzji można wyjaśnić za pomocą teorii kinetycznej. Teoria kinetyczna głosi, że każda substancja składa się z cząsteczek, które poruszają się w sposób ciągły i chaotyczny. Aby to zrozumieć, spójrz na poniższy rysunek. Wszystkie części pojemnika są wypełnione wodą. Ponieważ atrament kapie, woda na powierzchni pojemnika ma wyższe stężenie niż woda na dnie.
C1 jest cylindryczną częścią lub częścią wody o wysokim stężeniu, podczas gdy C2 to cylindryczna część lub część wody o niskim stężeniu. Aby ułatwić analizę, bierzemy pod uwagę ruchy cząsteczek atramentu tylko w środku cylindra.
Liczba cząsteczek tuszu w C1 jest większa (wysokie stężenie) niż cząsteczki tuszu w C2 (niskie stężenie). Ponieważ cząsteczki tuszu poruszają się losowo, cząsteczki tuszu w C1 mają większą szansę na przesunięcie się w kierunku środka cylindra (Δx). Wręcz przeciwnie, liczba cząsteczek atramentu w C2 jest tak mała, że ma niewielką możliwość przesunięcia się w kierunku środka cylindra (Δx). W związku z tym nastąpi całkowity przepływ cząsteczek atramentu z C1 do C2Badania przeprowadzone przez fizjologa Adolfa Ficka (1829-1901) wykazały, że szybkość dyfuzji była wprost proporcjonalna do różnicy stężeń (C2 - C1Im większa różnica stężeń, tym większa szybkość przepływu cząsteczek substancji.
I odwrotnie, im mniejsza różnica stężeń, tym mniejsza prędkość przepływu cząsteczek substancji. Może to wynikać z naszych oczekiwań, że różnice stężeń również wpływają na prędkość przepływu cząsteczek. Oprócz zmiany miejsca poprzez dyfuzję, cząsteczki substancji (zwłaszcza substancji gazowych) mogą również przemieszczać się z jednego miejsca do drugiego, korzystając z pomocy wiatru.
Zastosowanie dyfuzji w życiu codziennym
Gdyby nie było dyfuzji, Twoja ukochana dziewczyna nie mogłaby cieszyć się Twoimi perfumami. Bez dyfuzji aromat gotowania mamy w pysznej i apetycznej kuchni również nie mógłby rozproszyć Twoich marzeń i pragnienia szybkiego zjedzenia pożywnego jedzenia dostępnego przy stole. Dyfuzja odgrywa również istotną rolę w przetrwaniu ludzi, zwierząt, roślin itp.
Rośliny zazwyczaj potrzebują dwutlenku węgla (CO2) do przeprowadzenia fotosyntezy. Ponieważ istnieje różnica w zawartości CO2 stężenie CO2 pomiędzy wnętrzem liścia a powietrzem2 Cząsteczki dyfundują do liścia przez aparaty szparkowe. Natomiast para wodna i tlen dyfundują na zewnątrz. Oprócz roślin, koty, myszy itp. mogą się udusić, jeśli nie ma dyfuzji. Jeśli rośliny potrzebują CO22 Aby przeprowadzić fotosyntezę, koty, myszy itp. potrzebują tlenu do każdej reakcji, która wytwarza energię. Cząsteczki tlenu przemieszczają się poprzez dyfuzję.aby dotrzeć do wnętrza komórek.
