Was ist Diffusion?

Im Allgemeinen bedeutet Diffusion einfach die Ausbreitung eines Substanz oder Qualität von einem Bereich mit relativ hoher Konzentration auf einen Bereich mit niedrigerer Konzentration.Der Begriff wird am häufigsten verwendet, um den Prozess zu beschreiben, durch den Moleküle verschiedener Typen eine gleichmäßige Konzentration erreichen, nachdem sie anfänglich ungleichmäßig durch ihre zufälligen Bewegungen verteilt wurden.Dies wird manchmal als molekulare Diffusion bezeichnet und spielt in vielen Bereichen Physik, Chemie und Biologie eine Schlüsselrolle.Es ist eng mit der Art und Weise verwandt, in der Zellen Nährstoffe aufnehmen, so dass das Leben ohne es nicht existieren könnte.Der Begriff kann sich auch auf die Ausbreitung von Wärme oder Licht oder im Zusammenhang mit der Sozialwissenschaft beziehen, die sich durch die Gesellschaft ausbreiten oder Innovationen durch die Gesellschaft ausbreiten.Selbst bei extrem niedrigen Temperaturen ist eine gewisse Wärmeenergie vorhanden, was die thermischen Bewegung der Partikel verleiht.Bei Festkörpern werden die Partikel in einer relativ starren Struktur gehalten und können sich nicht zu weit von ihren Ausgangspositionen entfernt, aber in Flüssigkeiten und Gasen können sie sich weniger eingeschränkt bewegen.Diese Bewegung ist zufällig, da die Moleküle ständig voneinander abprallen, so dass es kein Gesamtmuster gibt.Diese zufällige Bewegung ermöglicht die Diffusion.Die Geschwindigkeit, mit der das Phänomen auftrittLassen Sie sie mischen, bis sie gleichmäßig verteilt sind, ohne einen externen Faktor zu beeinflussen.Ein ähnliches Phänomen kann häufig mit zwei verschiedenen Flüssigkeiten beobachtet werden, aber manchmal mischen sich die Flüssigkeiten aufgrund chemischer Faktoren nicht.Beispielsweise führt das Hinzufügen von Pflanzenöl zu Wasser nicht zu einer Diffusion.Wenn ein Feststoff in einer Flüssigkeit gelöst wird, diffundieren seine Moleküle in der Flüssigkeit.

In Flüssigkeiten, die sich mischen, kann die Diffusion beobachtet werden, wenn die Flüssigkeiten unterschiedliche Farben haben.Dieses Phänomen sollte jedoch nicht mit der Konvektion oder Advektion verwechselt werden, die die Massenbewegung von Flüssigkeiten durch Strömungen beinhalten, die eine Energiequelle erfordern.Die Diffusion ist eine Form dessen, was Wissenschaftler passiven Transport nennen, was bedeutet, dass Bewegung auftritt, ohne dass zusätzliche Energie erforderlich ist.In dem häufig zitierten Beispiel eines Tropfens farbiger Farbstoff, der einem Glas Wasser zugesetzt wird, ist ein Großteil der auftretenden Mischungen tatsächlich auf die Ströme zurückzuführen, die durch die anfängliche Bewegung des Farbstropfens unter Schwerkraft eingerichtet werden.In Experimenten, die dies beseitigen, und ähnliche Effekte können echte Diffusion beobachtet werden;Zum Beispiel kann farbiges Wasser durch ein Gel diffundiert werden, aber dies ist ein viel langsamerer Prozess., Aminosäuren und andere essentielle Substanzen von einem Ort zum anderen.Die Osmose, durch die Moleküle über die Wände und Membranen einzelner Pflanzen- und Tierzellen transportiert werden, ist eine Form der Diffusion.Eine Zellwand ist eine selektiv durchlässige Membran oder eine, durch die bestimmte Moleküle passieren können, andere nicht.Wenn auf der einen Seite einer Membran eine hohe Konzentration vorliegt, während auf der anderen Seite die gleiche Lösung in einer niedrigeren Konzentration ist, neigt das Lösungsmittel dazu, sich in den Bereich mit höherer Konzentration zu bewegen, bis die beiden Lösungen das Gleichgewicht erreichen.Dies kann nur dann auftreten, wenn die Moleküle des gelösten Stoffes Mdash;die gelöste Substanz mdash;sind größer als die des Lösungsmittels.Die kleineren Lösungsmittelmoleküle können durch die Membran gehen, während die größeren zu groß sind, um dies zu tun, und müssen auf der anderen Seite bleiben.

Andere Formen der Diffusion

Diffusion können auch die Ausbreitung von Wärme durch einen Feststoff bedeuten, obwohl obwohlDaswird normalerweise als Leitung bezeichnet, und die Ausbreitung von Licht durch eine durchscheinende Substanz mdash;Zum Beispiel frostiertes Glas in einer Glühbirne, die verwendet wird, um ein „diffuses“ Licht zu liefern, das angenehmer auf dem Auge ist.Außerhalb des Physikkontexts kann der Begriff verwendet werden, um die Ausbreitung einer Idee oder einer innovativen Technologie durch eine Bevölkerung durch Kontakt zwischen Menschen, Konformität innerhalb einer Gruppe oder durch Beobachtung der Vorteile zu beschreiben.