Wat is diffusie?

In algemene termen betekent diffusie eenvoudigweg de verspreiding van een stof of kwaliteit van een gebied met een relatief hoge concentratie naar een oppervlak van een lagere concentratie.De term wordt meestal gebruikt om het proces te beschrijven waarmee moleculen van verschillende typen een uniforme concentratie bereiken, nadat ze aanvankelijk ongelijk verdeeld zijn, door hun willekeurige bewegingen.Dit wordt soms moleculaire diffusie genoemd en het speelt een sleutelrol op veel gebieden van fysica, chemie en biologie.Het is nauw verwant aan de manier waarop cellen voedingsstoffen op zich nemen, dus het leven zou niet kunnen bestaan zonder.De term kan ook verwijzen naar het verspreiden van warmte of licht, of, in de context van de sociale wetenschappen, het verspreiden van ideeën of innovaties door de samenleving.

Moleculaire diffusie

Moleculen zijn constant in beweging, vanwege de aanwezigheid van warmte;Zelfs bij extreem lage temperaturen is er wat warmte -energie aanwezig, waardoor deeltjes thermische beweging krijgen.In vaste stoffen worden de deeltjes in een relatief rigide structuur gehouden en kunnen ze niet te ver afdwalen van hun startposities, maar in vloeistoffen en gassen zijn ze vrij om op een minder beperkte manier te bewegen.Deze beweging is willekeurig, omdat de moleculen constant van elkaar stuiteren, zodat er geen algemeen patroon is.Deze willekeurige beweging is wat diffusie mogelijk maakt.De snelheid waarmee het fenomeen optreedt, stijgt met temperatuur, terwijl de snelheid waarmee de deeltjes bewegen toeneemt.

als twee verschillende gassen bij dezelfde temperatuur in contact met elkaar worden gebracht, dan zal de willekeurige beweging van hun moleculen dat doenervoor zorgen dat ze mengen totdat ze gelijkmatig zijn verdeeld, zonder de invloed van een externe factor.Een soortgelijk fenomeen kan vaak worden waargenomen met twee verschillende vloeistoffen, maar soms, vanwege chemische factoren, zullen de vloeistoffen niet mengen.Het toevoegen van plantaardige olie aan water zal bijvoorbeeld niet leiden tot diffusie.Wanneer een vaste stof in een vloeistof wordt opgelost, zullen de moleculen door de vloeistof diffunderen.

In vloeistoffen die mengen, kan diffusie waarneembaar zijn als de vloeistoffen van verschillende kleuren zijn.Dit fenomeen mag echter niet worden verward met convectie of advectie, waarbij de bulkbeweging van vloeistoffen betrokken is door stromen die een energiebron vereisen.Diffusie is een vorm van wat wetenschappers passief transport noemen, wat betekent dat beweging die optreedt zonder dat er extra energie nodig is.In het vaak geciteerde voorbeeld van een druppel gekleurde kleurstof die aan een glas water wordt toegevoegd, is veel van het meng dat zich voordoet eigenlijk te wijten aan de stromen die zijn opgezet door de initiële beweging van de daling van de kleurstof onder zwaartekracht.In experimenten die dit en soortgelijke effecten elimineren, kan echte diffusie worden waargenomen;Gekleurd water kan bijvoorbeeld worden gezien om door een gel te diffunderen, maar dit is een veel langzamer proces., aminozuren en andere essentiële stoffen van de ene plaats naar de andere.Osmose, het proces waardoor moleculen over de wanden en membranen van individuele planten- en diercellen worden getransporteerd, is een vorm van diffusie.Een celwand is een selectief permeabel membraan, of een waardoor bepaalde moleculen kunnen passeren, maar anderen niet.Als, aan de ene kant van een membraan, er een oplossing is met een hoge concentratie, terwijl aan de andere kant dezelfde oplossing is in een lagere concentratie, zal het oplosmiddel de neiging hebben om naar het gebied van hogere concentratie te gaan totdat de twee oplossingen evenwicht bereiken.Dit kan alleen optreden als de moleculen van de opgeloste stof mdash;De opgeloste stof mdash;zijn groter dan die van het oplosmiddel.De kleinere oplosmiddelmoleculen kunnen door het membraan gaan, terwijl de grotere te groot zijn om dit te doen en aan de andere kant moeten blijven.

Andere vormen van diffusie

Diffusie kan ook de verspreiding van warmte door een vaste stof betekenen, hoewelditwordt meestal geleiding genoemd en het verspreiden van licht door een doorschijnende stof mdash;Bijvoorbeeld matglas in een gloeilamp die wordt gebruikt om een "diffuus" licht te bieden dat aangenamer aan het oog is.Buiten de context van de natuurkunde kan de term worden gebruikt om de verspreiding van een idee of een innovatieve technologie te beschrijven door een populatie door contact tussen mensen, conformiteit binnen een groep of door observatie van de voordelen die aan anderen zijn gebracht.