Mis on difusioon?

Difusioon on protsess, kus aatomid või molekulid liiguvad suure kontsentratsiooniga piirkonnast madala kontsentratsiooniga alale. Enamikul juhtudel toimub difusioon gaasides ja vedelikes. Difusiooni ajal jätkub aine liikumine kuni ühtlase jaotumiseni. Liikumismuster sõltub kaasnevate vedelike või gaaside kontsentratsioonigradientist. Mõiste difusioon pärineb ladina keelest "diffundere", mis tähendab "levitamist". Lisaks difusioonile on muudel viisidel, kuidas ained liiguvad ühest piirkonnast teise, aktiivne transport ja osmoos. Difusiooni mõiste mõjutab paljusid valdkondi, nagu bioloogia, füüsika, rahandus, majandus, sotsioloogia ja keemia.

Vale difusioon

Vale difusiooni all peetakse silmas viga, mis tekib siis, kui kasutatakse konvektsioon-difusiooni mitmemõõtmeliste juhtumite arvutamisel ülesvoolu erinevuse valemit. Viga puudub, kui vara vool on paralleelne iga peamise teljega.

Difusiooniprotsess

Difusiooni toimumiseks on kaks võimalust: fenomenoloogiline lähenemine ja aatomistlik vaatenurk. Fenomenoloogilise lähenemise kohaselt toimub difusioon siis, kui aine liigub väga kontsentreeritud piirkonnast madala kontsentratsiooniga piirkonnale, mis põhineb Ficki difusiooniseadusel. Vastupidi, aatomistlik vaade mõistab difusiooni, mis on tingitud aine juhusliku liikumise tagajärjel. Kaks seisukohta, Robert Brown ja Albert Einstein, tegid selle vaate. Brown vastutab juhusliku kõndimise teooria eest, mille ta kavandas 1827. aastal, samal ajal kui Einstein töötas välja difusiooni ja Browni liikumise teooria atomistlikud omadused.

Difusiooni mõjutavad tegurid

Vedelike difusiooni mõjutavad neli peamist tegurit. Üks neist on kontsentratsiooni gradient. Kõrgemad kontsentratsioonigradientid põhjustavad suuremat difusiooni kiirust ja vastupidi. Teiseks mõjutab temperatuur ka difusiooni, kuna see mõjutab aine kineetilist omadust. Kui temperatuur on tõusnud, suureneb liikuvate osakeste kiirus, mis viib kiiremini difusioonini. Kolmandaks, difusioon sõltub gaasi või vedeliku tihedusest. Kui hajuv aine on väiksem, muutub see kergemaks ja võib levida kiiremini. Tihedust mõjutab veidi ka osakeste suurus.

Difusiooni näited

Üks näide difusioonist on täheldatud laborikatsetes. Kui kasutatakse vesiniksulfiidühendit, tekitab see teravat lõhna. Aja jooksul võivad kõik laboris olevad gaasi lõhnata. See lõhn on tõestuseks gaasi levikust ruumis. Gaas difundeerub laboris aeglaselt, kuni saavutab tasakaalu. Teine tavaline näide on köögis kasutatav toiduvärv. Kui toiduvärvi segatakse vees ja seejärel lisatakse toidule, levib see toidus ühtlaselt. Lõpuks, kui üks tuba pihustab parfüümi, levib see kogu ruumi, võimaldades lõhna lõhna kõikjal ruumis. Lõhna levik on näide gaasi levikust atmosfääris. Sotsioloogias on difusiooni näide kultuurilise difusiooni mõiste, mis väidab, et ühe etnilise rühma või rassi kultuur võib kiiresti levida teise.