확산이란 무엇입니까?

일반적으로 확산이란 단순히 물질 또는 품질이 상대적으로 높은 농도의 영역에서 낮은 농도의 영역으로 확산되는 것을 의미합니다. 이 용어는 처음에는 불규칙하게 분포 된 후 임의의 움직임을 통해 서로 다른 유형의 분자가 균일 한 농도를 얻는 과정을 설명하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다. 이것을 분자 확산이라고도하며 물리, 화학 및 생물학의 여러 분야에서 중요한 역할을합니다. 세포가 영양분을 섭취하는 방식과 밀접한 관련이 있으므로 생명체가 없으면 생명이 존재할 수 없습니다. 이 용어는 열이나 빛의 확산, 또는 사회 과학의 맥락에서 사회를 통한 아이디어 나 혁신의 확산을 의미 할 수도 있습니다.

분자 확산

분자는 열의 존재로 인해 끊임없이 움직입니다. 매우 낮은 온도에서도 일부 열 에너지가 존재하여 입자에 열 운동을 제공합니다. 고체에서 입자는 비교적 단단한 구조로 유지되며 시작 위치에서 너무 멀어 질 수 없지만 액체와 가스에서는 덜 제한적인 방식으로 자유롭게 이동할 수 있습니다. 분자가 지속적으로 서로 튀어 나와서 전체 패턴이 없기 때문에이 동작은 임의적입니다. 이 임의의 움직임은 확산이 일어나도록합니다. 현상이 발생하는 속도는 입자의 이동 속도가 증가함에 따라 온도에 따라 증가합니다.

동일한 온도에서 두 개의 다른 가스가 서로 접촉하게되면 시간이 지남에 따라 분자의 임의 운동으로 인해 외부 요인의 영향없이 균일하게 분포 될 때까지 혼합됩니다. 비슷한 현상이 종종 두 가지 다른 액체에서 관찰 될 수 있지만 때로는 화학적 요인으로 인해 액체가 혼합되지 않습니다. 예를 들어, 식물성 기름을 물에 첨가하면 확산되지 않습니다. 고체가 액체에 용해되면 그 분자는 액체 전체로 확산됩니다.

혼합 액체에서 액체의 색이 다른 경우 확산이 관찰 될 수 있습니다. 그러나이 현상을 에너지 원을 필요로하는 전류에 의한 유체의 대량 이동과 관련된 대류 또는 대류와 혼동해서는 안됩니다. 확산은 과학자들이 수동 수송이라고 부르는 것의 한 형태이며, 이는 추가적인 에너지가 필요하지 않은 운동을 의미합니다. 자주 인용되는 착색 염료 방울이 물 한 잔에 첨가되는 경우, 발생하는 혼합의 대부분은 실제로 중력 하에서 염료 방울의 초기 움직임에 의해 설정된 전류에 기인합니다. 이것을 제거하고 유사한 효과를 제거하는 실험에서 진정한 확산이 관찰 될 수 있습니다. 예를 들어, 착색 된 물이 젤을 통해 확산되는 것을 볼 수 있지만 이것은 훨씬 느린 과정입니다.

생명의 중요성

확산은 또한 세포의 수명과 관련된 과정, 특히 영양소, 아미노산 및 기타 필수 물질을 한 곳에서 다른 곳으로 운반하는 과정에서 중요한 역할을합니다. 분자가 개별 식물과 동물 세포의 벽과 막을 가로 질러 운반되는 과정 인 삼투는 확산의 한 형태입니다. 세포벽은 선택적으로 투과성 인 막 또는 특정 분자가 통과 할 수있는 막이지만 다른 것들은 통과 할 수 없습니다. 막의 한쪽면에 높은 농도의 용액이 있고 다른 쪽면이 더 낮은 농도의 동일한 용액 인 경우, 두 용액이 평형에 도달 할 때까지 용매가 더 높은 농도의 영역으로 이동하는 경향이 있습니다. . 이는 용질의 분자 (용해 된 물질)가 용매의 분자보다 큰 경우에만 발생할 수 있습니다. 더 작은 용매 분자는 막을 통과 할 수있는 반면, 더 큰 용매 분자는 너무 커서 그렇게 할 수 없으므로 반대쪽에 남아 있어야합니다.

다른 형태의 확산

확산은 또한 고체를 통한 열의 확산을 의미 할 수 있지만, 이는 일반적으로 전도라고하며 반투명 물질 (예 : 전구의 젖빛 유리)을 통해 빛이 더 확산 된 "확산 된"빛을 제공하는 데 사용됨 눈에 즐거운. 물리학의 맥락 밖에서,이 용어는 사람들 간의 접촉, 그룹 내 적합성 또는 다른 사람들에게 가져다주는 이익의 관찰을 통해 모집단을 통한 아이디어 또는 혁신적인 기술의 확산을 설명하는 데 사용될 수 있습니다.