Mi az a diffúzió?

A diffúzió az az eljárás, amelyben az atomok vagy molekulák a nagy koncentrációjú régióból alacsony koncentrációjú területre mozognak. A legtöbb esetben a diffúzió gázokban és folyadékokban történik. A diffúzió során az anyag mozgása folytatódik, amíg egyenletes eloszlás van. A mozgási mintázat az érintett folyadékok vagy gázok koncentráció gradiensétől függ. A diffúzió kifejezés egy „diffundere” latin szóból származik, ami azt jelenti, hogy „elterjedt”. A diffúzió mellett az anyagok egy másik területről történő áthelyezésének egyéb módjai közé tartozik az aktív szállítás és az ozmózis. A diffúzió fogalma számos olyan tudományágat érinti, mint a biológia, a fizika, a pénzügy, a közgazdaságtan, a szociológia és a kémia.

Hamis diffúzió

A hamis diffúzió arra a hibára utal, amely akkor fordul elő, amikor a konvencion diffúzió többdimenziós eseteinek kiszámításához használjuk a felfelé irányuló differenciálási képletet. A hiba hiányzik, ha a tulajdonságáramlás párhuzamos az egyes fő tengelyekkel.

A diffúziós folyamat

A diffúziónak két módja van: a fenomenológiai megközelítés és az atomisztikus szempont. A fenomenológiai megközelítés szerint a diffúzió akkor következik be, amikor az anyag egy erősen koncentrált régióból egy alacsony koncentrációjú területre mozog, ami Fick diffúziós jogán alapul. Éppen ellenkezőleg, az atomista nézet megérti a diffúziót az anyagban lévő részecskék véletlenszerű séta következtében. Két tudós, Robert Brown és Albert Einstein dolgozott ki ezt a nézetet. Brown felelős a Random Walk Theoryért, amelyet 1827-ben tervezett, míg Estestein a diffúzió atomisztikus tulajdonságait és a Brown-mozgáselméletet dolgozta ki.

A diffúziót befolyásoló tényezők

Négy fő tényező befolyásolja a folyadékok diffúzióját. Az egyik a koncentrációs gradiens. A nagyobb koncentrációgradiensek nagyobb diffúziós sebességhez vezetnek, és fordítva. Másodszor, a hőmérséklet is befolyásolja a diffúziót, mivel befolyásolja az anyag kinetikai tulajdonságait. Ha a hőmérséklet emelkedik, a mozgó részecskék sebessége növekszik, ami gyorsabb diffúzióhoz vezet. Harmadszor, a diffúzió a gáz vagy folyadék sűrűségétől függ. Amikor a diffúz anyag alacsonyabb sűrűségű, könnyebb lesz, és gyorsabban diffundálhat. A sűrűséget enyhén befolyásolja a részecskék mérete is.

Példák a diffúzióra

A diffúzió egyik példája a laboratóriumi kísérletekben megfigyelhető. Amikor a hidrogén-szulfid-vegyületet használják, csípős szagot termel. Idővel, mindenki a laborban szagolhatja a gázt. Ez a szag bizonyítja a gáz diffúzióját a szobában. A gáz lassan diffundál a laboratóriumban, amíg el nem éri az egyensúlyi állapotot. Egy másik gyakori példa a konyhában használt élelmiszer színezés. Amikor az élelmiszer színezőanyagot vízben keverik, majd hozzáadják az élelmiszerhez, homogénen terjed az ételben. Végül, ha egy szobába permetez a parfüm, az egész szobában terjed, ami lehetővé teszi az illat szagát a szobából bárhol. Az illat elterjedése példa a gáz légkörbe való diffúziójára. A szociológiában a diffúzió egyik példája a kulturális diffúzió fogalma, amely szerint egy etnikai csoport vagy faj kultúrája gyorsan elterjedhet egy másikra.