Какво е дифузия?

Дифузията е процес, при който атомите или молекулите се движат от област с висока концентрация до област с ниска концентрация. В повечето случаи дифузията се случва в газове и течности. По време на дифузията движението на материята продължава, докато има равномерно разпределение. Моделът на движение зависи от градиента на концентрация на участващите флуиди или газове. Терминът „дифузия“ идва от латинската дума „diffundere“, което означава „да се разпространява“. Освен разпространението, други начини, по които веществата се преместват от един регион в друг, включват активен транспорт и осмоза. Концепцията за дифузия засяга много дисциплини като биология, физика, финанси, икономика, социология и химия.

Фалшива дифузия

Фалшивата дифузия се отнася до грешката, която се случва, когато се използва формулата за диференциране на вятъра за изчисляване на многомерни случаи на конвекция-дифузия. Грешката липсва, когато потокът на собственост е успореден на всяка основна ос.

Процесът на дифузия

Съществуват два начина, по които се случва дифузията: феноменологичният подход и атомистичната гледна точка. Според феноменологичния подход, дифузията се случва, когато веществото се премества от силно концентриран район в ниско концентрирана област, която се основава на закона на Фик за дифузия. Напротив, атомистичният възглед разбира дифузията като резултат от случайно преминаване на частици в вещество. Двама учени, Робърт Браун и Алберт Айнщайн, измислиха това виждане. Браун е отговорен за теорията за случайната разходка, която той е проектирал през 1827 г., докато Ейнщайн е разработил атомистичните свойства на дифузията и теорията на Брауновото движение.

Фактори, които засягат дифузията

Четири основни фактора влияят на дифузията на течности. Единият е градиентът на концентрация. По-високите градиенти на концентрацията ще доведат до по-високи скорости на дифузия и обратно. Второ, температурата влияе и на дифузията, тъй като влияе върху кинетичната характеристика на материята. Когато температурите се повишават, скоростта на частиците в движението се увеличава, което води до по-бърза дифузия. Трето, дифузията зависи от плътността на газ или течност. Когато дифузионната субстанция има по-ниска плътност, тя става по-лека и може да се разпространява по-бързо. Плътността също е слабо повлияна от размера на частиците.

Примери за дифузия

Един пример за дифузия се наблюдава в лабораторни експерименти. Когато се използва хидрогенсулфидно съединение, той произвежда остър мирис. С времето всеки в лабораторията може да усети миризмата на газ. Тази миризма е доказателство за дифузия на газа в помещението. Газът ще се разпространява бавно в лабораторията, докато се постигне равновесно състояние. Друг често срещан пример е оцветяването на храните, което се използва в кухнята. Когато оцветителят се смеси с вода и след това се добави към храната, той се разпространява хомогенно в храната. Най-накрая, когато се напръска парфюм в помещението, той се разпространява из стаята, което дава възможност да се помирише аромата от всяко място в стаята. Разпространението на аромата е пример за дифузия на газ в атмосферата. В социологията пример за дифузия е концепцията за културната дифузия, която твърди, че културата на една етническа група или раса може бързо да се разпространи в друга.