Что такое диффузия?

Диффузия - это процесс, в котором атомы или молекулы перемещаются из области высокой концентрации в область низкой концентрации. В большинстве случаев диффузия происходит в газах и жидкостях. Во время диффузии движение вещества продолжается до тех пор, пока не произойдет равномерное распределение. Характер движения зависит от градиента концентрации участвующих жидкостей или газов. Термин «диффузия» происходит от латинского слова «diffundere», что означает «распространяться». Помимо диффузии, другие пути перемещения веществ из одного региона в другой включают активный транспорт и осмос. Концепция диффузии затрагивает многие дисциплины, такие как биология, физика, финансы, экономика, социология и химия.

Ложная диффузия

Ложная диффузия относится к ошибке, которая возникает, когда используется разностная формула против ветра при расчете многомерных случаев конвекции-диффузии. Ошибка отсутствует, когда поток свойств параллелен каждой большой оси.

Процесс диффузии

Есть два способа, которыми происходит диффузия: феноменологический подход и атомистическая точка зрения. Согласно феноменологическому подходу, диффузия происходит, когда вещество перемещается из высококонцентрированной области в низкоконцентрированную область, которая основана на законе диффузии Фика. Напротив, атомистический взгляд понимает диффузию в результате случайного блуждания частиц в веществе. Два ученых, Роберт Браун и Альберт Эйнштейн, разработали эту точку зрения. Браун отвечает за теорию случайного блуждания, которую он разработал в 1827 году, в то время как Эйнштейн разработал атомистические свойства диффузии и теорию броуновского движения.

Факторы, влияющие на диффузию

Четыре основных фактора влияют на диффузию жидкостей. Одним из них является градиент концентрации. Более высокие градиенты концентрации приведут к более высоким скоростям диффузии и наоборот. Во-вторых, температура также влияет на диффузию, поскольку она влияет на кинетические свойства вещества. Когда температура повышается, скорость движения частиц увеличивается, что приводит к более быстрой диффузии. В-третьих, диффузия зависит от плотности газа или жидкости. Всякий раз, когда рассеивающее вещество имеет меньшую плотность, оно становится легче и может диффундировать быстрее. Плотность также незначительно зависит от размера частиц.

Примеры диффузии

Один пример диффузии наблюдается в лабораторных экспериментах. Всякий раз, когда используется сероводородное соединение, оно вызывает резкий запах. Со временем каждый в лаборатории может почувствовать запах газа. Этот запах свидетельствует о распространении газа в комнате. Газ будет медленно диффундировать в лаборатории, пока не достигнет состояния равновесия. Другим распространенным примером является пищевой краситель, используемый на кухне. Когда пищевой краситель смешивается с водой, а затем добавляется в пищу, он равномерно распространяется в пище. Наконец, когда кто-то распыляет духи в комнате, он распространяется по всей комнате, позволяя почувствовать запах из любой точки комнаты. Распространение аромата является примером диффузии газа в атмосфере. В социологии примером распространения является концепция культурной диффузии, которая утверждает, что культура одной этнической группы или расы может быстро распространиться на другую.