Cos'è la diffusione?
In termini generali, la diffusione significa semplicemente la diffusione di una sostanza o della qualità da un'area di concentrazione relativamente elevata a un'area di concentrazione inferiore. Il termine è più comunemente usato per descrivere il processo attraverso il quale molecole di diversi tipi raggiungono una concentrazione uniforme, dopo essere inizialmente distribuite in modo non uniforme, attraverso i loro movimenti casuali. Questo è talvolta chiamato diffusione molecolare e svolge un ruolo chiave in molte aree di fisica, chimica e biologia. È strettamente correlato al modo in cui le cellule occupano nutrienti, quindi la vita non potrebbe esistere senza di essa. Il termine può anche riferirsi alla diffusione di calore o luce o, nel contesto delle scienze sociali, alla diffusione di idee o innovazioni attraverso la società.
diffusione molecolare
le molecole sono costantemente in movimento, a causa della presenza di calore; Anche a temperature estremamente basse, è presente un po 'di energia termica, dando particelle di movimento termico. Nei solidi, le particelle sono tenute in una STR relativamente rigidaUcture e non possono allontanarsi troppo dalle loro posizioni di partenza, ma in liquidi e gas, sono liberi di muoversi in modo meno limitato. Questo movimento è casuale, poiché le molecole si rimbalzano costantemente l'una dall'altra, in modo che non vi sia alcun modello generale. Questo movimento casuale è ciò che consente la diffusione. La velocità con cui si verifica il fenomeno aumenta con la temperatura, quando aumenta la velocità con cui aumenta le particelle.
Se due gas diversi alla stessa temperatura vengono messi in contatto tra loro, nel tempo, il movimento casuale delle loro molecole li farà mescolare fino a quando non saranno distribuiti uniformemente, senza l'influenza di alcun fattore esterno. Un fenomeno simile può essere spesso osservato con due diversi liquidi, ma a volte, a causa di fattori chimici, i liquidi non si mescoleranno. Ad esempio, l'aggiunta di olio vegetale all'acqua non provocherà diffusione. Quando un solido è DISsolved in un liquido, le sue molecole si diffusero in tutto il liquido.
Nei liquidi che mescolano, la diffusione può essere osservabile se i liquidi sono di colori diversi. Questo fenomeno non dovrebbe, tuttavia, essere confuso con la convezione o l'avviso, che comporta il movimento sfuso dei fluidi da parte delle correnti che richiedono una fonte di energia. La diffusione è una forma di ciò che gli scienziati chiamano il trasporto passivo, che significa movimento che si verifica senza che non sia necessaria alcuna energia aggiuntiva. Nell'esempio spesso citato di una goccia di colorante colorato aggiunto a un bicchiere d'acqua, gran parte della miscelazione che si verifica è in realtà dovuta alle correnti impostate dal movimento iniziale della goccia di colorante sotto gravità. In esperimenti che eliminano questo, e simili, effetti, si può osservare la vera diffusione; Ad esempio, l'acqua colorata può essere vista diffusa attraverso un gel, ma questo è un processo molto più lento.
Importanza per la vita
La diffusione svolge anche un ruolo nei processi coinvolti nella vita di una cellula, in particolareIl trasporto di nutrienti, aminoacidi e altre sostanze essenziali da un luogo all'altro. L'osmosi, il processo attraverso il quale le molecole vengono trasportate attraverso le pareti e le membrane delle singole cellule vegetali e animali, è una forma di diffusione. Una parete cellulare è una membrana selettivamente permeabile o una attraverso la quale possono passare alcune molecole, ma altre non possono. Se, su un lato di una membrana, esiste una soluzione di alta concentrazione, mentre dall'altra parte è la stessa soluzione in una concentrazione più bassa, il solvente tende a spostarsi nell'area di maggiore concentrazione fino a quando le due soluzioni non raggiungono l'equilibrio. Ciò può verificarsi solo se le molecole del soluto - la sostanza disciolta - sono più grandi di quelle del solvente. Le molecole di solvente più piccole possono passare attraverso la membrana, mentre quelle più grandi sono troppo grandi per farlo e devono rimanere dall'altra parte.
altre forme di diffusione
La diffusione può anche significare la diffusione del calore attraverso un solido,Sebbene questo sia di solito indicato come conduzione e la diffusione della luce attraverso una sostanza traslucida, ad esempio vetro smerigliato in una lampadina usata per fornire una luce "diffusa" che è più piacevole sull'occhio. Al di fuori del contesto della fisica, il termine può essere usato per descrivere la diffusione di un'idea o una tecnologia innovativa attraverso una popolazione attraverso il contatto tra persone, la conformità all'interno di un gruppo o attraverso l'osservazione dei benefici portati ad altri.