Čo je difúzia?

Difúzia je proces, pri ktorom sa atómy alebo molekuly pohybujú z oblasti s vysokou koncentráciou do oblasti s nízkou koncentráciou. Vo väčšine prípadov dochádza k difúzii v plynoch a kvapalinách. Počas difúzie pokračuje pohyb hmoty, až kým nie je rovnomerné rozloženie. Vzor pohybu závisí od gradientu koncentrácie príslušných kvapalín alebo plynov. Termín difúzia pochádza z latinského slova "diffundere", čo znamená "rozložiť". Okrem šírenia, iné spôsoby, ktorými sa látky presúvajú z jedného regiónu do druhého, zahŕňajú aktívny transport a osmózu. Pojem difúzia ovplyvňuje mnohé disciplíny, ako sú biológia, fyzika, financie, ekonómia, sociológia a chémia.

Falošná difúzia

Falošná difúzia sa vzťahuje na chybu, ktorá sa vyskytuje, keď sa použije vzorec na výpočet viacrozmerných prípadov konvekčnej difúzie. Chyba je neprítomná, ak je tok vlastností rovnobežný s každou hlavnou osou.

Proces difúzie

Existujú dva spôsoby, ako k šíreniu dochádza: fenomenologický prístup a atómový pohľad. Podľa fenomenologického prístupu dochádza k difúzii, keď sa látka pohybuje z vysoko koncentrovanej oblasti do oblasti s nízkou koncentráciou, ktorá je založená na Fickovom zákone difúzie. Naopak, atómový pohľad chápe difúziu ako výsledok náhodného prechodu častíc v látke. Dvaja učenci, Robert Brown a Albert Einstein, tento názor vymysleli. Brown je zodpovedný za teóriu náhodnej chôdze, ktorú navrhol v roku 1827, zatiaľ čo Einstein navrhol atómové vlastnosti difúzie a teóriu Brownovho pohybu.

Faktory, ktoré ovplyvňujú difúziu

Šírenie tekutín ovplyvňujú štyri hlavné faktory. Jedným z nich je gradient koncentrácie. Vyššie koncentračné gradienty povedú k vyššej miere difúzie a naopak. Po druhé, teplota tiež ovplyvňuje difúziu, pretože ovplyvňuje kinetickú vlastnosť hmoty. Keď sú teploty zvýšené, rýchlosť častíc v pohybe sa zvyšuje, čo vedie k rýchlejšej difúzii. Po tretie, difúzia závisí od hustoty plynu alebo kvapaliny. Kedykoľvek má difúzna látka nižšiu hustotu, stáva sa ľahšou a môže difundovať rýchlejšie. Hustota je mierne ovplyvnená aj veľkosťou častíc.

Príklady difúzie

Jeden príklad difúzie je pozorovaný v laboratórnych pokusoch. Vždy, keď sa používa zlúčenina sírovodíka, vytvára štipľavý zápach. Časom môže každý v laboratóriu cítiť plyn. Tento zápach je dôkazom difúzie plynu v miestnosti. Plyn bude v laboratóriu pomaly difundovať, kým nedosiahne stav rovnováhy. Ďalším bežným príkladom je potravinárske farbivo používané v kuchyni. Keď sa potravinárske farbivo mieša vo vode a potom sa pridáva do potravín, rovnomerne sa rozotiera v potravinách. Nakoniec, keď sa v miestnosti rozstrekuje parfum, šíri sa po celej miestnosti, čo umožňuje cítiť vôňu odkiaľkoľvek v miestnosti. Šírenie vône je príkladom difúzie plynu v atmosfére. V sociológii je príkladom šírenia koncepcia kultúrnej difúzie, ktorá tvrdí, že kultúra jednej etnickej skupiny alebo rasy sa môže rýchlo šíriť do inej.