Hvad er diffusion?
Generelt betyder diffusion simpelthen spredning af et stof eller kvalitet fra et område med relativt høj koncentration til et område med lavere koncentration.Udtrykket bruges oftest til at beskrive den proces, hvormed molekyler af forskellige typer opnår en ensartet koncentration, efter at han oprindeligt blev ujævnt fordelt gennem deres tilfældige bevægelser.Dette kaldes undertiden molekylær diffusion, og det spiller en nøglerolle inden for mange områder af fysik, kemi og biologi.Det er tæt knyttet til den måde, hvorpå celler optager næringsstoffer, og derfor kunne livet ikke eksistere uden det.Udtrykket kan også henvise til spredning af varme eller lys, eller i forbindelse med samfundsvidenskab er spredning af ideer eller innovationer gennem samfundet.
Molekylær diffusion
Molekyler er konstant i bevægelse på grund af tilstedeværelsen af varme;Selv ved ekstremt lave temperaturer er der noget varmeenergi til stede, hvilket giver partikler termisk bevægelse.I faste stoffer holdes partiklerne i en relativt stiv struktur og kan ikke forvildes for langt fra deres startpositioner, men i væsker og gasser er de frie til at bevæge sig på en mindre begrænset måde.Denne bevægelse er tilfældig, da molekylerne konstant hopper af hinanden, så der ikke er noget samlet mønster.Denne tilfældige bevægelse er det, der tillader diffusion at forekomme.Den hastighed, hvormed fænomenet forekommer, stiger med temperaturen, da den hastighed, hvormed partiklerne bevægerfår dem til at blande, indtil de er jævnt fordelt uden indflydelse af nogen ekstern faktor.Et lignende fænomen kan ofte observeres med to forskellige væsker, men nogle gange på grund af kemiske faktorer vil væskerne ikke blande.For eksempel vil tilsætning af vegetabilsk olie til vand ikke resultere i diffusion.Når et fast stof opløses i en væske, vil dens molekyler diffundere over hele væsken.
I væsker, der blandes, kan diffusion være observerbar, hvis væskerne er i forskellige farver.Dette fænomen bør dog ikke forveksles med konvektion eller advektion, som involverer bulkbevægelsen af væsker med strømme, der kræver en energikilde.Diffusion er en form for, hvad forskere kalder passiv transport, hvilket betyder, at bevægelse, der opstår uden yderligere energi, der kræves.I det ofte citerede eksempel på en dråbe farvet farvestof tilsættes til et glas vand, skyldes meget af den blanding, der forekommer, faktisk de strømme, der er oprettet ved den indledende bevægelse af dråben af farvestof under tyngdekraften.I eksperimenter, der eliminerer dette og lignende effekter, kan ægte diffusion observeres;F.eks, aminosyrer og andre væsentlige stoffer fra et sted til et andet.Osmose, den proces, hvormed molekyler transporteres over væggene og membranerne i individuelle plante- og dyreceller, er en form for diffusion.En cellevæg er en selektiv permeabel membran eller en, gennem hvilken visse molekyler kan passere, men andre kan ikke.Hvis der på den ene side af en membran er en opløsning af en høj koncentration, mens på den anden side er den samme opløsning i en lavere koncentration, vil opløsningsmidlet have en tendens til at flytte til området med højere koncentration, indtil de to opløsninger når ligevægt.Dette kan kun forekomme, hvis molekylerne af opløst og mdash;Det opløste stof mdash;er større end opløsningsmidlet.De mindre opløsningsmiddelmolekyler kan passere gennem membranen, mens de større er for store til at gøre det, og skal forblive på den anden side.
Andre former for diffusion