Qu'est-ce que la diffusion?

En termes généraux, la diffusion signifie simplement la propagation d'une substance ou d'une qualité d'une zone de concentration relativement élevée à une zone de concentration plus faible. Le terme est le plus souvent utilisé pour décrire le processus par lequel les molécules de différents types atteignent une concentration uniforme, après avoir été initialement réparties, à travers leurs mouvements aléatoires. Ceci est parfois appelé diffusion moléculaire et il joue un rôle clé dans de nombreux domaines de la physique, de la chimie et de la biologie. Il est étroitement lié à la manière dont les cellules prennent des nutriments, donc la vie ne pourrait pas exister sans elle. Le terme peut également se référer à la propagation de la chaleur ou de la lumière, ou, dans le contexte des sciences sociales, la propagation des idées ou des innovations à travers la société.

Diffusion moléculaire

Les molécules

sont constamment en mouvement, en raison de la présence de chaleur; Même à des températures extrêmement basses, une certaine énergie thermique est présente, ce qui donne aux particules un mouvement thermique. Dans les solides, les particules sont maintenues dans un Str relativement rigideUcture et ne peut pas s'éloigner trop de leurs positions de départ, mais dans les liquides et les gaz, ils sont libres de se déplacer de manière moins restreinte. Ce mouvement est aléatoire, car les molécules se rebondissent constamment, de sorte qu'il n'y a pas de schéma global. Ce mouvement aléatoire est ce qui permet à la diffusion de se produire. La vitesse à laquelle le phénomène se produit augmente avec la température, à mesure que la vitesse à laquelle les particules se déplacent augmente.

Si deux gaz différents à la même température sont mis en contact entre eux, au fil du temps, le mouvement aléatoire de leurs molécules les fera se mélanger jusqu'à ce qu'ils soient uniformément répartis, sans l'influence d'un facteur externe. Un phénomène similaire peut souvent être observé avec deux liquides différents, mais parfois, en raison de facteurs chimiques, les liquides ne se mélangent pas. Par exemple, l'ajout d'huile végétale à l'eau n'entraînera pas la diffusion. Lorsqu'un solide est diSsolvé dans un liquide, ses molécules diffusent dans tout le liquide.

Dans les liquides qui se mélangent, la diffusion peut être observable si les liquides sont de différentes couleurs. Ce phénomène ne doit cependant pas être confondu avec la convection ou l'advection, qui impliquent le mouvement en vrac des fluides par des courants qui nécessitent une source d'énergie. La diffusion est une forme de ce que les scientifiques appellent le transport passif, ce qui signifie un mouvement qui se produit sans aucune énergie supplémentaire. Dans l'exemple souvent cité d'une goutte de colorant coloré ajouté à un verre d'eau, une grande partie du mélange qui se produit est en fait due aux courants installés par le mouvement initial de la goutte de colorant sous gravité. Dans les expériences qui éliminent cela, et des effets similaires, une véritable diffusion peut être observée; Par exemple, l'eau colorée peut être considérée comme diffus à travers un gel, mais c'est un processus beaucoup plus lent.

Importance pour la vie

La diffusion joue également un rôle dans les processus impliqués dans la vie d'une cellule,Le transport de nutriments, d'acides aminés et d'autres substances essentielles d'un endroit à un autre. L'osmose, le processus par lequel les molécules sont transportées à travers les murs et les membranes des cellules végétales et animales individuelles, est une forme de diffusion. Une paroi cellulaire est une membrane sélectivement perméable, ou à travers laquelle certaines molécules peuvent passer, mais d'autres ne le peuvent pas. Si, d'un côté d'une membrane, il existe une solution d'une concentration élevée, tandis que de l'autre côté est la même solution à une concentration plus faible, le solvant aura tendance à se déplacer vers la zone d'une concentration plus élevée jusqu'à ce que les deux solutions atteignent l'équilibre. Cela ne peut se produire que si les molécules du soluté - la substance dissous - sont plus grandes que celles du solvant. Les plus petites molécules de solvant peuvent passer à travers la membrane, tandis que les plus grandes sont trop grandes pour le faire, et doivent rester de l'autre côté.

Autres formes de diffusion

La diffusion peut également signifier la propagation de la chaleur à travers un solide,Bien que cela soit généralement appelé conduction et la propagation de la lumière à travers une substance translucide - par exemple le verre givré dans une ampoule utilisée pour fournir une lumière «diffuse» plus agréable à l'œil. En dehors du contexte de la physique, le terme peut être utilisé pour décrire la propagation d'une idée ou d'une technologie innovante grâce à une population par contact entre les personnes, la conformité au sein d'un groupe ou par l'observation des avantages apportés à d'autres.