Dyfuzja
Dyfuzja jest procesem, w którym cząsteczki materiału przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu (gdzie jest wiele cząsteczek) do obszaru o niskim stężeniu (gdzie jest mniej cząsteczek), aż do osiągnięcia równowagi (cząsteczki równomiernie się rozprzestrzeniają).
Dyfuzja odbywa się zazwyczaj w roztworze w gazie lub w cieczy. Dyfuzję można zaobserwować, gdy dwie ciecze są mieszane w przezroczystym pojemniku. Opisuje on stały ruch cząstek we wszystkich cieczach i gazach. Cząsteczki te poruszają się we wszystkich kierunkach, wpadając na siebie. Dyfuzja może działać tylko w przypadku gazów i płynów.
Spis treści
· 1 Przykłady
· 2 Stopa dyfuzji
· 3 Powierzchnia i objętość
· 4 Powiązane strony
· 5 Referencje
Przykłady
- Kostkę cukru zostawia się na jakiś czas w zlewce z wodą.
- Zapach amoniaku rozprzestrzenia się od frontu klasy do tyłu sali.
- Opary perfum unoszą się z butelki po zdjęciu jej górnej części.
- Farba spożywcza spadająca na zlewkę rozprzestrzenia się.
- zapach jedzenia rozprzestrzenia się w całym domu
Molekuły mają tendencję do przemieszczania się z miejsc o wysokim stężeniu do miejsc o niskim stężeniu, po prostu przemieszczając się losowo. Na przykład, w płucach znajduje się więcej tlenu niż we krwi, więc cząsteczki tlenu mają tendencję do przemieszczania się do krwi. Podobnie, we krwi znajduje się więcej cząsteczek dwutlenku węgla niż w płucach, więc cząsteczki dwutlenku węgla będą miały tendencję do przemieszczania się do płuc. Dzieje się tak w biologii komórkowej, gdzie małe cząsteczki po prostu rozpraszają się przez błonę komórkową, ale większe cząsteczki przedostają się przez nią tylko przy użyciu energii: zobacz aktywny transport.
Przypadkowy ruch cząsteczek płynu powoduje, że rozprzestrzeniają się one aż do momentu zatrzymania ich przez granicę.
Dyfuzja jest procesem pasywnym, dlatego nie wymaga energii, ponieważ występuje w dół gradientu stężenia.
Stopa dyfuzji
Dyfuzja jest pod wpływem:
- gradient stężenia - dyfuzja będzie większa tam, gdzie gradient jest większy
- temperatury - dyfuzja nastąpi szybciej, gdy temperatury będą wyższe, ponieważ jest więcej energii kinetycznej
- powierzchnia - dyfuzja będzie większa tam, gdzie jest większa
- odległość dyfuzji - dyfuzja będzie większa tam, gdzie jest krótka odległość dyfuzji
Powierzchnia i objętość
W małych organizmach jednokomórkowych, prosta dyfuzja może wymieniać molekuły wystarczająco szybko, aby utrzymać je przy życiu. Pomaga w tym wysoki stosunek powierzchni do objętości.
Jednak dla organizmu wielokomórkowego prosta dyfuzja nie wystarczy. Muszą przenosić więcej materiału na większe odległości, aby pozostać przy życiu. Wyewoluowały, aby posiadać wewnętrzne struktury i systemy do szybkiego przemieszczania się. Na przykład, ludzie mają płuca, które umożliwiają szybką dyfuzję. To samo dzieje się w przypadku roślin z liściem.
Schemat dyfuzji. Pierwszy wykres przedstawia cząstki w cieczy. Drugi pokazuje tę samą ciecz kilka sekund później, po tym jak cząsteczki rozproszyły się
Powiązane strony
Pytania i odpowiedzi
P: Co to jest dyfuzja?
O: Dyfuzja to proces, w którym cząsteczki materiału przemieszczają się z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu, aż do osiągnięcia równowagi.
P: W jakiego rodzaju materiałach zazwyczaj zachodzi dyfuzja?
O: Dyfuzja zachodzi zazwyczaj w mieszaninie w gazie, w cieczy i czasami w koloidach.
P: Jak można zaobserwować dyfuzję?
O: Dyfuzję można zaobserwować, kiedy dwie ciecze mieszają się w przezroczystym pojemniku.
P: Co opisuje dyfuzja?
O: Dyfuzja opisuje stały ruch cząsteczek we wszystkich cieczach, gazach i koloidach. Cząsteczki te poruszają się we wszystkich kierunkach, wpadając na siebie.
P: Czy istnieje jakiś konkretny kierunek, w którym poruszają się cząsteczki podczas dyfuzji?
O: Nie, cząsteczki poruszają się losowo i nie mają żadnego określonego kierunku podczas dyfuzji.
P: Czy ruch cząsteczek ustaje po osiągnięciu równowagi?
O: Tak, po osiągnięciu równowagi ruch cząsteczek ustaje, ponieważ są one równomiernie rozmieszczone w całym materiale.
P: Czy są jakieś wyjątki od tego procesu?
O: Tak, niektóre materiały mogą wymagać dodatkowej energii lub ciśnienia, aby cząsteczki mogły przez nie dyfundować ze względu na ich strukturę lub skład.
