Difüzyon nedir?

Genel anlamda difüzyon, bir maddenin veya kalitenin nispeten yüksek konsantrasyonlu bir alandan düşük konsantrasyonlu bir alana yayılması anlamına gelir. Terim, en yaygın olarak, farklı tipteki moleküllerin, başlangıçta eşit olmayan bir şekilde dağıtıldıktan sonra rastgele hareketleri yoluyla homojen bir konsantrasyona ulaştığı süreci tarif etmek için kullanılır. Buna bazen moleküler difüzyon denir ve fizik, kimya ve biyolojinin birçok alanında kilit rol oynar. Hücrelerin besinleri alma şekli ile yakından ilgilidir, dolayısıyla yaşam onsuz olamazdı. Bu terim aynı zamanda sıcaklığın veya ışığın yayılmasını veya sosyal bilim bağlamında fikirlerin veya yeniliklerin toplumda yayılmasını ifade edebilir.

Moleküler Difüzyon

Moleküller ısı varlığından dolayı sürekli hareket halindedir; Aşırı düşük sıcaklıklarda bile, bir miktar ısı enerjisi bulunur ve bu da parçacıklara ısıl hareket verir. Katılarda, parçacıklar nispeten rijit bir yapıda tutulur ve başlangıç ​​konumlarından çok uzakta kalamazlar, ancak sıvılar ve gazlarda, daha az kısıtlı bir şekilde hareket etmekte serbesttirler. Bu hareket rastgeledir, çünkü moleküller sürekli olarak birbirlerinden sıçrarlar, böylece genel bir kalıp olmaz. Bu rasgele hareket difüzyonun gerçekleşmesini sağlayan şeydir. Fenomenin meydana gelme hızı, parçacıkların hareket hızı arttıkça sıcaklıkla artar.

Aynı sıcaklıkta iki farklı gaz birbiriyle temas ederse, zamanla moleküllerinin rasgele hareketi, herhangi bir dış faktörün etkisi olmadan eşit şekilde dağılıncaya kadar karışmasına neden olur. Benzer bir fenomen genellikle iki farklı sıvıyla da gözlenebilir, ancak bazen kimyasal faktörler nedeniyle sıvılar karışmaz. Örneğin, suya bitkisel yağ eklenmesi difüzyona neden olmaz. Bir katı bir sıvı içinde çözündüğünde, molekülleri sıvı boyunca yayılır.

Karışan sıvılarda, sıvıların farklı renkte olması durumunda difüzyon gözlemlenebilir. Bununla birlikte, bu fenomen, akışkanların bir enerji kaynağı gerektiren akımlarla toplu hareketini içeren konveksiyon veya tavsiye ile karıştırılmamalıdır. Yayılma, bilim adamlarının pasif nakil dedikleri şeydir, yani herhangi bir ek enerji gerektirmeden gerçekleşen hareket anlamına gelir. Bir bardak suya eklenmekte olan bir damla renkli boya örneğinde, meydana gelen karışımın büyük bir kısmı, aslında, boya damlasının yerçekimi altındaki başlangıç ​​hareketi tarafından oluşturulan akımlardan kaynaklanmaktadır. Bunu ve benzer etkileri ortadan kaldıran deneylerde, gerçek difüzyon gözlemlenebilir; örneğin, renkli suyun bir jel boyunca dağıldığı görülebilir, ancak bu çok daha yavaş bir işlemdir.

Yaşam İçin Önemi

Difüzyon ayrıca bir hücrenin yaşamında yer alan süreçlerde, özellikle besinlerin, amino asitlerin ve diğer önemli maddelerin bir yerden bir yere taşınmasında rol oynar. Moleküllerin, tek tek bitki ve hayvan hücrelerinin duvarları ve zarları boyunca taşındığı süreç olan osmoz, bir yayılma şeklidir. Bir hücre duvarı, seçici bir şekilde geçirgen bir zardır veya belirli moleküllerin içinden geçebileceği bir zardır, ancak diğerleri olamaz. Bir membranın bir tarafında, yüksek konsantrasyonda bir solüsyon varsa, diğer tarafta düşük konsantrasyonda aynı solüsyon varsa, solvent iki solüsyon dengeye ulaşana kadar daha yüksek konsantrasyon alanına hareket etme eğiliminde olacaktır. . Bu, yalnızca çözünen moleküllerinin - çözünmüş madde - çözücünün moleküllerinden daha büyük olması durumunda ortaya çıkabilir. Daha küçük solvent molekülleri membrandan geçebilirken, daha büyük olanları bunu yapmak için çok büyüktür ve diğer tarafta kalmalıdır.

Diğer Difüzyon Formları

Difüzyon ayrıca ısının bir katı madde yoluyla yayılması anlamına da gelebilir, buna genellikle iletkenlik denir ve ışığın yarı saydam bir maddeden - örneğin daha fazla ışık veren bir "dağınık" ışık sağlamak için kullanılan bir ampul içindeki buzlu camdan yayılması anlamına gelir. göze hoş geldin. Fizik bağlamı dışında, bu kavram, insanlar arasındaki temas, bir grup içindeki uygunluk veya başkalarına getirilen faydaların gözlenmesi yoluyla bir popülasyon yoluyla bir fikrin ya da yenilikçi bir teknolojinin yayılmasını tanımlamak için kullanılabilir.