Τι είναι η διάχυση;
Σε γενικές γραμμές, η διάχυση σημαίνει απλώς την εξάπλωση μιας ουσίας ή ποιότητας από μια περιοχή σχετικά υψηλής συγκέντρωσης σε μια περιοχή χαμηλότερης συγκέντρωσης.Ο όρος χρησιμοποιείται συχνότερα για να περιγράψει τη διαδικασία με την οποία τα μόρια διαφορετικών τύπων επιτυγχάνουν ομοιόμορφη συγκέντρωση, αφού αρχικά ήταν ανομοιογενώς κατανεμημένα, μέσω των τυχαίων κινήσεων τους.Αυτό μερικές φορές ονομάζεται μοριακή διάχυση και παίζει βασικό ρόλο σε πολλούς τομείς της φυσικής, της χημείας και της βιολογίας.Είναι στενά συνδεδεμένο με τον τρόπο με τον οποίο τα κύτταρα αναλαμβάνουν θρεπτικά συστατικά, έτσι η ζωή δεν μπορεί να υπάρχει χωρίς αυτήν.Ο όρος μπορεί επίσης να αναφέρεται στην εξάπλωση της θερμότητας ή του φωτός ή, στο πλαίσιο της κοινωνικής επιστήμης, η διάδοση ιδεών ή καινοτομιών μέσω της κοινωνίας.Ακόμη και σε εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, υπάρχει κάποια θερμική ενέργεια, δίνοντας σωματίδια θερμική κίνηση.Στα στερεά, τα σωματίδια διατηρούνται σε σχετικά άκαμπτη δομή και δεν μπορούν να απομακρυνθούν από τις αρχικές τους θέσεις, αλλά σε υγρά και αέρια, είναι ελεύθεροι να κινούνται με λιγότερο περιορισμένο τρόπο.Αυτή η κίνηση είναι τυχαία, αφού τα μόρια συνεχώς αναπηδούν μεταξύ τους, έτσι ώστε να μην υπάρχει συνολικό πρότυπο.Αυτή η τυχαία κίνηση είναι αυτό που επιτρέπει τη διάχυση.Ο ρυθμός με τον οποίο εμφανίζεται το φαινόμενο αυξάνεται με τη θερμοκρασία, καθώς η ταχύτητα με την οποία η κίνηση των σωματιδίων αυξάνεται.να τους αναγκάσουν να αναμειχθούν μέχρι να κατανεμηθούν ομοιόμορφα, χωρίς την επίδραση οποιουδήποτε εξωτερικού παράγοντα.Ένα παρόμοιο φαινόμενο μπορεί συχνά να παρατηρηθεί με δύο διαφορετικά υγρά, αλλά μερικές φορές, λόγω χημικών παραγόντων, τα υγρά δεν θα αναμειγνύονται.Για παράδειγμα, η προσθήκη φυτικού ελαίου στο νερό δεν θα οδηγήσει σε διάχυση.Όταν ένα στερεό διαλύεται σε ένα υγρό, τα μόρια του θα διαχέονται σε όλο το υγρό.
Σε υγρά που αναμειγνύονται, η διάχυση μπορεί να παρατηρηθεί εάν τα υγρά είναι διαφορετικά χρώματα.Αυτό το φαινόμενο δεν πρέπει, ωστόσο, να συγχέεται με τη μεταφορά ή την προσφυγή, η οποία περιλαμβάνει τη μαζική κίνηση των υγρών από ρεύματα που απαιτούν πηγή ενέργειας.Η διάχυση είναι μια μορφή αυτού που οι επιστήμονες ονομάζουν παθητική μεταφορά, δηλαδή κίνηση που συμβαίνει χωρίς πρόσθετη ενέργεια που απαιτείται.Στο συχνά καταγεγραμμένο παράδειγμα μιας σταγόνας χρωματισμένης βαφής που προστίθεται σε ένα ποτήρι νερό, μεγάλο μέρος της ανάμειξης που συμβαίνει οφείλεται στην πραγματικότητα στα ρεύματα που ρυθμίζεται από την αρχική κίνηση της πτώσης της βαφής κάτω από τη βαρύτητα.Σε πειράματα που εξαλείφουν αυτό, και παρόμοια, αποτελέσματα, παρατηρείται πραγματική διάχυση.Για παράδειγμα, το χρωματιστό νερό μπορεί να παρατηρηθεί ότι διαχέεται μέσω ενός πηκτώματος, αλλά αυτή είναι μια πολύ πιο αργή διαδικασία.
Σημασία για τη ζωή
Η διάχυση παίζει επίσης ρόλο στις διαδικασίες που εμπλέκονται στη ζωή ενός κυττάρου, ιδιαίτερα στη μεταφορά θρεπτικών ουσιών, αμινοξέα και άλλες βασικές ουσίες από το ένα μέρος στο άλλο.Η όσμωση, η διαδικασία με την οποία τα μόρια μεταφέρονται στους τοίχους και τις μεμβράνες των μεμονωμένων φυτικών και ζωικών κυττάρων, είναι μια μορφή διάχυσης.Ένα κυτταρικό τοίχωμα είναι μια επιλεκτικά διαπερατή μεμβράνη, ή μία μέσω του οποίου μπορούν να περάσουν ορισμένα μόρια, αλλά άλλοι δεν μπορούν.Εάν, από τη μία πλευρά μιας μεμβράνης, υπάρχει μια λύση υψηλής συγκέντρωσης, ενώ από την άλλη πλευρά είναι το ίδιο διάλυμα σε χαμηλότερη συγκέντρωση, ο διαλύτης θα τείνει να μετακινηθεί στην περιοχή υψηλότερης συγκέντρωσης έως ότου τα δύο διαλύματα φθάσουν σε ισορροπία.Αυτό μπορεί να συμβεί μόνο αν τα μόρια του διαλυμένου ουσία mdash;Η διαλυμένη ουσία mdash;είναι μεγαλύτερα από αυτά του διαλύτη.Τα μικρότερα μόρια διαλύτη μπορούν να περάσουν από τη μεμβράνη, ενώ τα μεγαλύτερα είναι πολύ μεγάλα για να το κάνουν και πρέπει να παραμείνουν στην άλλη πλευρά.
Άλλες μορφές διάχυσης