Ak sa pozrieme bližšie, dym z horenia je spočiatku stále viditeľný. Po chvíli je dym neviditeľný. Použili ste niekedy parfum? Aj keď si nastriekate parfum vo svojej izbe, ostatní mimo domu stále cítia jeho vôňu. Podobne, ak vaša mama varí v kuchyni chutné a chutné jedlo, vôňu je cítiť až od susedov. Prečo je to tak?
Pochopenie difúzie
Existuje mnoho ďalších príkladov. Ak dáte niekoľko kvapiek atramentu alebo potravinárskeho farbiva do pohára s čistou vodou, atrament alebo potravinárske farbivo sa rovnomerne rozšíri po celej vode. Toto sa deje automaticky. Predchádzajúce príklady sú difúzne udalosti, ktoré sa často vyskytujú v každodennom živote. Difúzia je proces presúvania molekúl látky z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou. Koncentrácia sa vzťahuje na počet molekúl/mólov látky na objem. Miesto s vysokou koncentráciou je miesto, kde je veľa molekúl látky na objem. Naopak, miesto s nízkou koncentráciou je miesto, kde je málo molekúl na objem.
Keď spaľujete odpadky, koncentrácia dymu okolo spaľovne je zvyčajne dosť vysoká. Kvôli rozdielu v koncentrácii sa molekuly dymu automaticky šíria z oblastí s vysokou koncentráciou do oblastí s nízkou koncentráciou. Molekuly dymu, ktoré sa spočiatku zhlukovali, sa nakoniec rozptýlia všetkými smermi.
Keď si na telo nastriekate parfum, oblasť, na ktorú sa parfum nastrieka, má vysokú koncentráciu. Kvôli tomuto rozdielu v koncentrácii sa molekuly parfumu presúvajú z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou. Keď do pohára s čistou vodou pridáte niekoľko kvapiek atramentu alebo potravinárskeho farbiva, oblasť, kde sa atrament alebo potravinárske farbivo nanieslo prvýkrát, má zvyčajne vyššiu koncentráciu. Kvôli tomuto rozdielu v koncentrácii molekuly atramentu alebo potravinárskeho farbiva difundujú v oblasti s nízkou koncentráciou. Proces difúzie sa zastaví, keď je koncentrácia molekúl atramentu vo všetkých oblastiach vody rovnaká.
Difúzia a kinetická teória
Je dôležité poznamenať, že proces difúzie možno vysvetliť pomocou kinetickej teórie. Kinetická teória hovorí, že každá látka sa skladá z molekúl a tieto molekuly sa pohybujú nepretržite a náhodne. Aby ste to pochopili, pozrite si obrázok nižšie. Celá nádoba je naplnená vodou. Pretože do nej bol nakvapkaný atrament, voda na povrchu nádoby má vyššiu koncentráciu ako voda na dne.
C1 je časť valca alebo časť vody, ktorá má vysokú koncentráciu, zatiaľ čo C2 je časť valca alebo časť vody, ktorá má nízku koncentráciu. Pre zjednodušenie analýzy budeme skúmať iba pohyb molekúl atramentu v strede valca.
Počet molekúl atramentu v bode C1 je väčší (vysoká koncentrácia) ako počet molekúl atramentu v bode C2 ( nízka koncentrácia). Pretože molekuly atramentu sa neustále pohybujú náhodne, molekuly atramentu v bode C1 majú väčšiu pravdepodobnosť pohybu smerom k stredu valca ( Δx ). Naopak, počet molekúl atramentu v bode C2 je veľmi malý, takže majú veľmi malú pravdepodobnosť pohybu smerom k stredu valca ( Δx ).
Rýchlosť difúzie
Takto vznikne celkový tok molekúl atramentu z C1 do C2 . Podľa výskumu fyziológa Adolfa Ficka (1829-1901) sa zistilo, že rýchlosť difúzie je priamo úmerná rozdielu v koncentrácii (C2 - C1 ) . Čím väčší je rozdiel v koncentrácii, tým väčšia je rýchlosť toku molekúl látky. Naopak, čím menší je rozdiel v koncentrácii, tým menšia je rýchlosť toku molekúl látky. To môže byť v súlade s naším predpokladom, že rozdiel v koncentrácii ovplyvňuje aj rýchlosť toku molekúl. Okrem pohybu z miesta na miesto difúziou sa molekuly látok (najmä plynov) môžu pohybovať z jedného miesta na druhé aj pomocou vetra.
Aplikácia difúzie v každodennom živote
Bez difúzie by si váš milovaný partner nemohol vychutnať vôňu vášho parfumu. Bez difúzie by lahodná a chutná aróma varenia vašej mamy v kuchyni nedokázala prerušiť vaše snívanie a prinútiť vás rýchlo dojesť výživné jedlo na jedálenskom stole. 😉 Difúzia tiež hrá veľmi dôležitú úlohu v prežití ľudí, zvierat, rastlín atď.
Rastliny zvyčajne potrebujú na fotosyntézu oxid uhličitý (CO2 ) . Pretože existuje rozdiel v koncentrácii CO2 medzi vnútrom listu a vonkajším vzduchom, molekuly CO2 difundujú do listu cez prieduchy. Naopak, vodná para a kyslík difundujú von. Okrem rastlín sa môžu aj mačky, myši atď. udusiť, ak nedochádza k difúzii. Zatiaľ čo rastliny potrebujú CO2 na fotosyntézu, mačky, myši atď. potrebujú kyslík pre každú reakciu produkujúcu energiu. Aby sa molekuly kyslíka dostali do buniek, pohybujú sa difúziou.
