Nếu quan sát kỹ, ban đầu ta có thể thấy khói từ quá trình đốt cháy. Sau một lúc, khói sẽ không còn nhìn thấy nữa. Bạn đã từng dùng nước hoa chưa? Ngay cả khi bạn xịt nước hoa trong phòng, những người bên ngoài nhà cũng có thể ngửi thấy mùi hương của nước hoa. Nếu mẹ nấu những món ăn ngon và hấp dẫn trong bếp, mùi thơm của món ăn cũng có thể lan đến nhà hàng xóm. Tại sao lại như vậy?
Có rất nhiều ví dụ khác. Nếu bạn nhỏ vài giọt mực vào một cốc nước trong, mực hoặc màu thực phẩm sẽ lan đều khắp nước. Điều này xảy ra một cách tự động. Một số ví dụ trước đó là các hiện tượng khuếch tán thường gặp trong cuộc sống hàng ngày. Khuếch tán là quá trình di chuyển các chất từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Nồng độ ở đây được hiểu là số lượng phân tử/mol của một chất trên một thể tích. Nơi có nồng độ cao là nơi có nhiều phân tử chất trên một thể tích. Ngược lại, nơi có nồng độ thấp là nơi có ít phân tử trên một thể tích.
Khi đốt rác, thường thì nồng độ khói xung quanh đống rác đang cháy khá cao. Do nồng độ các chất khác nhau, các phân tử khói tự động lan tỏa từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Các phân tử khói ban đầu tập trung lại cuối cùng sẽ phân tán theo mọi hướng.
Khi bạn xịt nước hoa lên cơ thể, nơi được xịt nước hoa sẽ có nồng độ cao hơn. Do sự khác biệt về nồng độ, các phân tử nước hoa sẽ di chuyển từ nơi có nồng độ cao đến nơi có nồng độ thấp. Khi bạn nhỏ vài giọt mực hoặc màu thực phẩm vào một cốc nước trong, phần nước được nhỏ mực hoặc màu thực phẩm đầu tiên thường có nồng độ cao hơn. Do nồng độ khác nhau, các phân tử mực hoặc màu thực phẩm sẽ lan tỏa đến tất cả các phần nước có nồng độ thấp. Quá trình khuếch tán sẽ dừng lại khi nồng độ phân tử mực ở tất cả các phần nước trở nên đồng đều.
Xin lưu ý rằng quá trình khuếch tán có thể được giải thích bằng lý thuyết động học. Lý thuyết động học cho rằng mọi chất đều bao gồm các phân tử và các phân tử này chuyển động liên tục một cách ngẫu nhiên. Để hiểu điều này, hãy quan sát hình ảnh bên dưới. Tất cả các phần của vật chứa đều được đổ đầy nước. Vì mực được nhỏ giọt, nước trên bề mặt vật chứa có nồng độ cao hơn nước ở đáy.
C1 là một phần hình trụ hoặc một phần của nước có nồng độ cao, trong khi C2 Đây là phần hình trụ hoặc phần nước có nồng độ thấp. Để thuận tiện cho việc phân tích, chúng ta chỉ xem xét chuyển động của các phân tử mực ở trung tâm của hình trụ.
Số lượng phân tử mực trong C1 có nồng độ cao hơn (nhiều hơn) so với các phân tử mực trong C2 (nồng độ thấp). Vì các phân tử mực di chuyển ngẫu nhiên, các phân tử mực trong C1 có khả năng di chuyển về phía tâm của hình trụ (Δx) cao hơn. Ngược lại, số lượng phân tử mực trong C2 Nó rất nhỏ nên khả năng di chuyển về phía tâm của hình trụ (Δx) là rất thấp. Do đó, sẽ có một dòng chảy hoàn toàn của các phân tử mực từ C1 đến C2Qua nghiên cứu của nhà sinh lý học Adolf Fick (1829-1901), người ta nhận thấy tốc độ khuếch tán tỷ lệ thuận với sự khác biệt về nồng độ (C).2 - C1Chênh lệch nồng độ càng lớn thì tốc độ di chuyển của các phân tử chất càng cao.
Ngược lại, sự khác biệt về nồng độ càng nhỏ thì tốc độ dòng chảy của các phân tử chất càng thấp. Điều này có thể phù hợp với kỳ vọng của chúng ta rằng sự khác biệt về nồng độ cũng ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy của các phân tử. Ngoài việc di chuyển bằng khuếch tán, các phân tử chất (đặc biệt là các chất khí) cũng có thể di chuyển từ nơi này sang nơi khác nhờ sự hỗ trợ của gió.
Ứng dụng của sự khuếch tán trong cuộc sống thường nhật
Nếu không có sự khuếch tán, người yêu dấu của bạn sẽ không thể tận hưởng mùi hương của bạn. Không có sự khuếch tán, hương thơm món ăn mẹ nấu trong căn bếp ngon lành cũng không thể xua tan đi những suy nghĩ miên man và thôi thúc bạn nhanh chóng muốn thưởng thức những món ăn bổ dưỡng trên bàn ăn. Sự khuếch tán cũng đóng vai trò quan trọng trong sự sinh tồn của con người, động vật, thực vật, v.v.
Thông thường, thực vật cần carbon dioxide (CO₂ ) để thực hiện quá trình quang hợp. Do có sự khác biệt về nồng độ CO₂ giữa bên trong lá và không khí, các phân tử CO₂ khuếch tán vào lá qua khí khổng. Ngược lại, hơi nước và oxy khuếch tán ra ngoài. Ngoài thực vật, mèo, chuột, v.v. cũng có thể bị ngạt thở nếu không có sự khuếch tán. Nếu thực vật cần CO₂ để quang hợp, thì mèo, chuột, v.v. cần oxy cho mọi phản ứng tạo ra năng lượng. Các phân tử oxy di chuyển bằng cách khuếch tán để vào bên trong tế bào.
