Co je to difúze?

Difúze je proces, ve kterém se atomy nebo molekuly pohybují z oblasti s vysokou koncentrací do oblasti s nízkou koncentrací. Ve většině případů dochází k difúzi v plynech a kapalinách. Během difúze pokračuje pohyb hmoty, dokud není rovnoměrné rozložení. Vzor pohybu závisí na gradientu koncentrací příslušných kapalin nebo plynů. Termín difúze pochází z latinského slova "diffundere", což znamená "rozložit". Kromě difúze, jiné způsoby, kterými se látky pohybují z jedné oblasti do druhé, zahrnují aktivní transport a osmózu. Pojem difúze ovlivňuje mnoho oborů, jako je biologie, fyzika, finance, ekonomie, sociologie a chemie.

Falešná difúze

Falešná difúze označuje chybu, která se vyskytuje, když člověk používá vzorec pro výpočet vícerozměrných případů konvekční difúze. Chyba je nepřítomná, když je tok vlastností rovnoběžný s každou hlavní osou.

Proces difúze

Existují dva způsoby, jak k šíření dochází: fenomenologický přístup a atomistický pohled. Podle fenomenologického přístupu dochází k difúzi, když se látka pohybuje z vysoce koncentrované oblasti do oblasti s nízkou koncentrací, která je založena na Fickově zákonu difúze. Atomový pohled naopak chápe šíření jako výsledek náhodného pohybu částic v látce. Dva vědci, Robert Brown a Albert Einstein, vymysleli tento názor. Brown je zodpovědný za teorii náhodné chůze, kterou navrhl v roce 1827, zatímco Einstein vymyslel atomistické vlastnosti difúze a Brownovu teorii pohybu.

Faktory ovlivňující difuzi

Šíření tekutin ovlivňují čtyři hlavní faktory. Jedním je gradient koncentrace. Vyšší gradienty koncentrace vedou k vyšším rychlostem difúze a naopak. Za druhé, teplota také ovlivňuje difuzi, protože ovlivňuje kinetickou vlastnost hmoty. Když jsou teploty zvýšené, zvyšuje se rychlost částic v pohybu, což vede k rychlejší difúzi. Za třetí, difúze závisí na hustotě plynu nebo kapaliny. Kdykoliv má difuzní látka nižší hustotu, stává se lehčí a může difundovat rychleji. Hustota je mírně ovlivněna také velikostí částic.

Příklady difúze

Jeden příklad difúze je pozorován v laboratorních experimentech. Pokaždé, když se použije sirovodíková sloučenina, vzniká štiplavý zápach. Časem mohou všichni v laboratoři cítit plyn. Tento zápach je důkazem šíření plynu v místnosti. Plyn bude v laboratoři pomalu difundovat, dokud nedosáhne rovnovážného stavu. Dalším běžným příkladem je potravinářské barvivo používané v kuchyni. Když se potravinářské barvivo míchá ve vodě a pak se přidává do potravin, rovnoměrně se v potravinách rozprostře. Konečně, když se v místnosti rozprašují parfémy, šíří se po místnosti, takže je cítit vůni odkudkoliv v místnosti. Šíření vůně je příkladem difúze plynu v atmosféře. V sociologii je příkladem difúze koncept kulturní difúze, který tvrdí, že kultura jedné etnické skupiny nebo rasy se může rychle rozšířit do druhé.