Om vi tittar noga kan man fortfarande se röken från förbränningen först. Efter ett tag är röken osynlig. Har du någonsin använt parfym? Även om du sprayar parfym i ditt rum kan andra utanför huset fortfarande känna doften. Likaså, om din mamma lagar en utsökt och aptitretande måltid i köket, kan aromen kännas från grannarnas hus. Varför är det så?
Förstå diffusion
Det finns många andra exempel. Om du lägger några droppar bläck eller karamellfärg i ett glas med klart vatten, kommer bläcket eller karamellfärgen att sprida sig jämnt i vattnet. Detta sker automatiskt. De föregående exemplen är diffusionshändelser som ofta upplevs i vardagen. Diffusion är processen att flytta molekyler av ett ämne från ett område med hög koncentration till ett område med låg koncentration. Koncentration avser antalet molekyler/mol av ett ämne per volym. En plats med hög koncentration är där det finns många molekyler av ett ämne per volym. Omvänt är en plats med låg koncentration där det finns få molekyler per volym.
När man bränner sopor är rökkoncentrationen runt förbränningsanläggningen vanligtvis ganska hög. På grund av skillnaden i koncentration sprider sig rökmolekylerna automatiskt från områden med hög koncentration till områden med låg koncentration. Rökmolekylerna, som från början klumpat ihop sig, sprids så småningom i alla riktningar.
När du sprayar parfym på kroppen har området där parfymen sprayas en hög koncentration. På grund av denna skillnad i koncentration flyttas parfymmolekylerna från området med hög koncentration till området med låg koncentration. När du tillsätter några droppar bläck eller karamellfärg i ett glas klart vatten har området där bläcket eller karamellfärgen först applicerades vanligtvis en högre koncentration. På grund av denna skillnad i koncentration diffunderar bläck- eller karamellfärgmolekylerna i hela området med låg koncentration. Diffusionsprocessen avbryts när koncentrationen av bläckmolekyler i alla områden i vattnet är lika.
Diffusion och kinetisk teori
Det är viktigt att notera att diffusionsprocessen kan förklaras med hjälp av kinetisk teori. Kinetisk teori anger att varje ämne består av molekyler, och dessa molekyler är i kontinuerlig, slumpmässig rörelse. För att förstå detta, titta på bilden nedan. Hela behållaren är fylld med vatten. Eftersom bläck har droppats ner i den har vattnet på behållarens yta en högre koncentration än vattnet på botten.
C1 är den del av cylindern eller den del av vattnet som har en hög koncentration, medan C2 är den del av cylindern eller den del av vattnet som har en låg koncentration. För att förenkla analysen kommer vi bara att undersöka bläckmolekylernas rörelse i cylinderns mitt.
Antalet bläckmolekyler vid C1 är större (hög koncentration) än bläckmolekylerna vid C2 ( låg koncentration). Eftersom bläckmolekylerna ständigt rör sig slumpmässigt har bläckmolekylerna vid C1 en större sannolikhet att röra sig mot cylinderns centrum ( Δx ). Omvänt är antalet bläckmolekyler vid C2 mycket litet, så de har en mycket liten sannolikhet att röra sig mot cylinderns centrum ( Δx ).
Diffusionshastighet
Således kommer det att finnas ett totalt flöde av bläckmolekyler från C1 till C2 . Enligt forskning utförd av en fysiolog vid namn Adolf Fick (1829-1901) fann man att diffusionshastigheten är direkt proportionell mot skillnaden i koncentration (C2 - C1 ) . Ju större skillnaden i koncentration är, desto större är flödeshastigheten för ämnets molekyler. Omvänt, ju mindre skillnaden i koncentration är, desto mindre är flödeshastigheten för ämnets molekyler. Detta kan överensstämma med vårt antagande att skillnaden i koncentration också påverkar molekylernas flödeshastighet. Förutom att röra sig från plats till plats genom diffusion kan molekyler av ämnen (särskilt gaser) också röra sig från en plats till en annan med hjälp av vinden.
Tillämpning av diffusion i vardagen
Utan diffusion skulle din älskade partner inte kunna njuta av doften av din parfym. Utan diffusion skulle den läckra och aptitretande aromen av din mammas matlagning i köket inte kunna bryta dina dagdrömmar och få dig att vilja snabbt avsluta den näringsrika måltiden på matbordet. 😉 Diffusion spelar också en mycket viktig roll för människors, djurs, växters etc. överlevnad.
Växter behöver vanligtvis koldioxid (CO2 ) för fotosyntes. Eftersom det finns en skillnad i CO2-koncentration mellan bladets insida och luften utanför, diffunderar CO2- molekyler in i bladet genom klyvöppningarna. Omvänt diffunderar vattenånga och syre ut. Förutom växter kan även katter, möss etc. kvävas om det inte sker någon diffusion. Medan växter behöver CO2 för fotosyntes, behöver katter, möss etc. syre för varje energiproducerande reaktion. För att nå cellerna rör sig syremolekylerna genom diffusion.
