Was ist Diffusion?

allgemein bedeutet Diffusion lediglich die Ausbreitung eines Substanz oder eine 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 verteilt wurden, durch ihre zufälligen Bewegungen. 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, wie 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 Kontext der Sozialwissenschaft beziehen, die sich durch die Verbreitung von Ideen oder Innovationen durch die Gesellschaft ausbreiten.

Molecules are constantly in motion, due to the presence of heat; Selbst bei extrem niedrigen Temperaturen ist eine gewisse Wärmeenergie vorhanden, was die thermischen Bewegung der Partikel verleiht. In Feststoffen werden die Partikel in einem relativ starre str -String gehaltenUCTURE und kann 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 auftritt

Wenn zwei verschiedene Gase bei derselben Temperatur miteinander in Kontakt gebracht werden, wird die zufällige Bewegung ihrer Moleküle im Laufe der Zeit mischen, bis sie gleichmäßig verteilt sind, ohne dass ein externer Faktor einflussreich ist. Ein ähnliches Phänomen kann häufig mit zwei verschiedenen Flüssigkeiten beobachtet werden, aber manchmal mischen sich die Flüssigkeiten aufgrund chemischer Faktoren nicht. Zum Beispiel führt das Hinzufügen von Pflanzenöl zu Wasser nicht zu einer Diffusion. Wenn ein Feststoff di istIn einer Flüssigkeit ssel

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 Ströme 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. Im häufig zitierten Beispiel eines Tropfens farbiger Farbstoff ist ein Großteil des auftretenden Mischens zu einem Glas Wasser zugesetzt, der tatsächlich auf die Ströme zurückzuführen ist, 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.

Bedeutung für das Leben

Diffusion spielt auch eine Rolle bei den Prozessen, die an der Lebensdauer einer Zelle beteiligt sind, insbesondere beiDer Transport von Nährstoffen, Aminosäuren und anderen wesentlichen 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 einer 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 auftreten, wenn die Moleküle des gelösten Stoffes - der gelösten Substanz - größer sind 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 kann auch die Ausbreitung von Wärme durch einen Feststoff bedeuten,Obwohl dies normalerweise als Leitung bezeichnet wird und die Ausbreitung von Licht durch eine durchscheinende Substanz - zum Beispiel gefrostetes Glas in einer Glühbirne verwendet wird, die ein „diffuses“ Licht liefert, das auf dem Auge angenehmer 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.