Kas ir difūzija?

Difūzija ir process, kurā atomi vai molekulas pārvietojas no augsta koncentrācijas reģiona uz zema koncentrācijas apgabalu. Vairumā gadījumu difūzija notiek gāzēs un šķidrumos. Difūzijas laikā vielas kustība turpinās līdz vienmērīgai sadalīšanai. Kustības modelis ir atkarīgs no iesaistīto šķidrumu vai gāzu koncentrācijas gradienta. Termins difūzija nāk no latīņu vārda "diffundere", kas nozīmē "izplatīties". Papildus difūzijai citi veidi, kā vielas pārvietojas no viena reģiona uz citu, ietver aktīvu transportēšanu un osmozi. Difūzijas jēdziens ietekmē daudzas disciplīnas, piemēram, bioloģiju, fiziku, finanses, ekonomiku, socioloģiju un ķīmiju.

Nepareiza difūzija

Nepareiza difūzija attiecas uz kļūdu, kas rodas, ja izmanto augšupvērstu diferenciācijas formulu, lai aprēķinātu daudzdimensiju konvekcijas difūzijas gadījumus. Kļūda nav, kad īpašuma plūsma ir paralēla katrai galvenajai asij.

Difūzijas process

Difūzija notiek divos veidos: fenomenoloģiskā pieeja un atomu skatījums. Saskaņā ar fenomenoloģisko pieeju difūzija notiek, kad viela pārvietojas no ļoti koncentrēta reģiona uz zemu koncentrētu reģionu, kas balstās uz Fikas likumu par difūziju. Gluži pretēji, atomu skatījums saprot difūziju, kas rodas, daļēji nokļūstot vielā. Divi zinātnieki - Robert Brown un Albert Einstein - izstrādāja šo viedokli. Brown ir atbildīgs par Random Walk Theory, kuru viņš izstrādāja 1827. gadā, bet Einšteins izstrādāja difūzijas un Braunas kustības teorijas atomu īpašības.

Faktori, kas ietekmē difūziju

Šķidrumu izplatīšanos ietekmē četri galvenie faktori. Viens no tiem ir koncentrācijas gradients. Lielākas koncentrācijas gradienti izraisīs lielāku difūzijas ātrumu un otrādi. Otrkārt, temperatūra ietekmē arī difūziju, jo tā ietekmē materiāla kinētisko īpašību. Ja temperatūra ir paaugstināta, daļiņu kustības ātrums palielinās, kā rezultātā notiek ātrāka difūzija. Treškārt, difūzija ir atkarīga no gāzes vai šķidruma blīvuma. Ja difūzās vielas blīvums ir mazāks, tas kļūst vieglāks un ātrāk var izkliedēties. Blīvumu nedaudz ietekmē arī daļiņu izmērs.

Difūzijas piemēri

Viens difūzijas piemērs ir novērots laboratorijas eksperimentos. Kad tiek izmantots sērūdeņraža savienojums, tas rada asu smaržu. Ar laiku visi laboratorijā esošie var smaržot gāzi. Šī smarža liecina par gāzes izplatīšanos telpā. Gāze lēni izkliedējas laboratorijā, līdz tā sasniegs līdzsvara stāvokli. Vēl viens izplatīts piemērs ir virtuves krāsvielas. Ja pārtikas krāsviela tiek sajaukta ūdenī un pēc tam pievienota pārtikai, tas vienmērīgi iekļūst pārtikā. Visbeidzot, kad vienā telpā izsmidzina smaržas, tā izplatās visā telpā, ļaujot smaržot smaržu no jebkuras vietas. Smaržas izplatīšanās ir gāzes difūzijas piemērs atmosfērā. Socioloģijā difūzijas piemērs ir kultūras difūzijas jēdziens, kas apgalvo, ka vienas etniskās grupas vai rases kultūra var ātri izplatīties citā.

Ieteicams

Skaistākās pasaules koledžas
2019
Reliģijas ticība Gruzijas valstī
2019
Kuras valstis robežojas ar Erie ezeru?
2019