Co je to difúze?
Obecně znamená, že difúze jednoduše znamená šíření látky nebo kvality z oblasti relativně vysoké koncentrace do oblasti nižší koncentrace. Tento termín se nejčastěji používá k popisu procesu, kterým molekuly různých typů dosahují jednotné koncentrace poté, co byly původně nerovnoměrně distribuovány prostřednictvím jejich náhodných pohybů. To se někdy nazývá molekulární difúze a hraje klíčovou roli v mnoha oblastech fyziky, chemie a biologie. Úzce souvisí s tím, jak buňky zabírají živiny, takže život bez něj nemohl existovat. Termín se může také vztahovat na šíření tepla nebo světla, nebo v souvislosti se sociální vědou šíření myšlenek nebo inovací prostřednictvím společnosti.
molekuly jsou neustále v pohybu v důsledku přítomnosti tepla; I při extrémně nízkých teplotách je přítomna nějaká tepelná energie, což dává částice tepelný pohyb. V pevných látkách jsou částice drženy v relativně rigidním STRUCTURE a nemohou se bloudit příliš daleko od svých výchozích pozic, ale v kapalinách a plynech se mohou volně pohybovat méně omezeným způsobem. Tento pohyb je náhodný, protože molekuly se neustále odrážejí od sebe, takže neexistuje žádný celkový vzorec. Tento náhodný pohyb je to, co umožňuje difúzi. Rychlost, jakou k tomuto jevu dochází, stoupá s teplotou, protože se zvyšuje rychlost, s jakou se částice pohybují.
Pokud jsou dva různé plyny při stejné teplotě přivedeny do vzájemného kontaktu, pak postupem času náhodný pohyb jejich molekul způsobí, že se mísí, dokud nebudou rovnoměrně distribuovány, bez vlivu vnějšího faktoru. Podobný jev lze často pozorovat u dvou různých kapalin, ale někdy, kvůli chemickým faktorům, se kapaliny nemíchá. Například přidání rostlinného oleje do vody nebude mít za následek difúzi. Když je pevná látkaSsolted v kapalině, její molekuly se rozptýlí v kapalině.
V kapalinách, které se mísí, může být pozorovatelná difúze, pokud jsou kapaliny různé barvy. Tento jev by však neměl být zaměňován s konvekcí nebo radou, která zahrnuje hromadný pohyb tekutin proudy, které vyžadují zdroj energie. Difúze je jedna forma toho, co vědci nazývají pasivní přepravou, což znamená pohyb, který se vyskytuje bez jakékoli další energie. V často citovaném příkladu přidávání kapky barevného barviva do sklenice vody je většina míchání, která se vyskytuje, ve skutečnosti způsobena proudy stanovené počátečním pohybem kapky barviva pod gravitací. V experimentech, které to eliminují a podobné účinky, lze pozorovat skutečnou difúzi; Například barevná voda je vidět, že se rozptyluje gelem, ale je to mnohem pomalejší proces.
Důležitost pro život
Difúze také hraje roli v procesech zapojených do života buňky, zejménaPřeprava živin, aminokyselin a dalších základních látek z jednoho místa na druhé. Osmóza, proces, kterým jsou molekuly transportovány přes stěny a membrány jednotlivých rostlinných a živočišných buněk, je formou difúze. Buněčná stěna je selektivně propustná membrána, nebo kterou mohou projít určité molekuly, ale jiné nemohou. Pokud na jedné straně membrány existuje roztok vysoké koncentrace, zatímco na druhé straně je stejný roztok v nižší koncentraci, rozpouštědlo bude mít tendenci se pohybovat do oblasti vyšší koncentrace, dokud obě roztoky nedosáhnou rovnováhy. K tomu může dojít pouze tehdy, pokud jsou molekuly rozpuštěné látky - rozpuštěné látky - větší než molebné rozpouštědlo. Menší molekuly rozpouštědla mohou projít membránou, zatímco ty větší jsou příliš velké na to, aby tak učinily, a musí zůstat na druhé straně.
Jiné formy difúze
Difúze může také znamenat šíření tepla pevnou,Ačkoli se to obvykle označuje jako vedení a šíření světla přes průsvitnou látku - například matné sklo v žárovce používané k poskytování „rozptýleného“ světla, které je na oku příjemnější. Mimo kontext fyziky lze tento termín použít k popisu šíření myšlenky nebo inovativní technologie prostřednictvím populace prostřednictvím kontaktu mezi lidmi, shodou v rámci skupiny nebo pozorováním výhod přinesených ostatním.