Jeste li ikada vidjeli horde malih dosadnih mušica kako se nasumično roje iznad glave? Ponekad se čini da kao da nepomično vise u zraku. S jedne strane, ovaj roj je nepomičan, s druge strane, insekti u njemu neprestano se kreću desno, lijevo, gore, dolje, neprestano se sudaraju jedan s drugim i ponovo se raspršuju unutar ovog oblaka, kao da ih nevidljiva sila drži zajedno..
Pokreti molekula su slično kaotični, dok tijelo zadržava stabilan oblik. Ovo kretanje se naziva termičko kretanje molekula.
Brownian motion
Daleke 1827. godine, poznati britanski botaničar Robert Brown koristio je mikroskop za proučavanje ponašanja mikroskopskih čestica polena u vodi. Skrenuo je pažnju na činjenicu da su se čestice stalno kretale u haotičnom, prkoseći logičkom poretku, a to nasumično kretanje nije zavisilo ni od čega.kretanje tečnosti u kojoj su bili, niti njeno isparavanje. Najmanje čestice polena opisale su složene, misteriozne putanje. Zanimljivo je da se intenzitet takvog kretanja ne smanjuje s vremenom i nije povezan s kemijskim svojstvima medija, već samo raste ako se smanji viskoznost ovog medija ili veličina pokretnih čestica. Osim toga, temperatura ima veliki utjecaj na brzinu kretanja molekula: što je veća, to se čestice brže kreću.
Diffusion
Davno su ljudi shvatili da se sve supstance na svijetu sastoje od najsitnijih čestica: jona, atoma, molekula, a između njih postoje praznine, a te se čestice neprestano i nasumično kreću.
Difuzija je posledica toplotnog kretanja molekula. Primjere možemo vidjeti gotovo svugdje u svakodnevnom životu: i u svakodnevnom životu i u divljini. To je širenje mirisa, lijepljenje raznih čvrstih predmeta, miješanje tekućina.
Naučno govoreći, difuzija je fenomen prodiranja molekula jedne supstance u praznine između molekula druge supstance.
Gasovi i difuzija
Najjednostavniji primer difuzije u gasovima je prilično brzo širenje mirisa (i prijatnih i ne baš prijatnih) u vazduhu.
Difuzija u gasovima može biti izuzetno opasna, zbog ove pojave do trovanja ugljen-monoksidom i drugim otrovnim gasovima dolazi brzinom munje.
Difuzija u tekućinama
Dok se difuzija u gasovima odvija brzo, najčešće u sekundama, difuzija u tečnostima traje čitave minute iponekad čak i satima. Zavisi od gustine i temperature.
Jedan primjer difuzije u tekućinama je vrlo brzo otapanje soli, alkohola i kiselina, formirajući homogene otopine za kratko vrijeme.
Difuzija u čvrstim materijama
U čvrstim materijama, difuzija je najteža, pri normalnoj sobnoj ili spoljašnjoj temperaturi je nevidljiva. U svim modernim i starim školskim udžbenicima, eksperimenti sa olovnim i zlatnim pločama opisani su kao primjer difuzije u čvrstim tvarima. Ovaj eksperiment je pokazao da je tek nakon više od četiri godine zanemarljiva količina zlata prodrla u olovo, a olovo je prodrlo u zlato do dubine od najviše pet milimetara. Ova razlika je zbog činjenice da je gustina olova mnogo veća od gustine zlata.
Shodno tome, brzina i intenzitet difuzije ne samo da zavise od gustine supstance i brzine haotičnog kretanja molekula, a brzina, zauzvrat, zavisi od temperature. Difuzija je intenzivnija i brža na višim temperaturama.
Primjeri difuzije u svakodnevnom životu
Ne razmišljamo ni o tome da se svaki dan na gotovo svakom koraku susrećemo sa fenomenom difuzije. Zbog toga se ovaj fenomen smatra jednim od najznačajnijih i najzanimljivijih u fizici.
Jedan od najjednostavnijih primjera difuzije u svakodnevnom životu je otapanje šećera u čaju ili kafi. Ako se komad šećera stavi u čašu kipuće vode, nakon nekog vremena će nestati bez traga, dok se količina tečnosti ujednači.praktično nepromijenjen.
Ako pažljivo pogledate oko sebe, možete pronaći mnogo primjera difuzije koji nam olakšavaju život:
- prašak za otapanje, kalijum permanganat, sol;
- prskanje osvježivača zraka;
- sprejevi za grlo;
- pranje prljavštine sa površine platna;
- miješanje boja od strane umjetnika;
- mesenje tijesta;
- priprema bogatih čorba, supa i umaka, slatkih kompota i voćnih napitaka.
Godine 1638., vraćajući se iz Mongolije, ambasador Vasilij Starkov poklonio je ruskom caru Mihailu Fedoroviču skoro 66 kg osušenih listova čudne kiselkaste arome. Moskovljanima koji je nikada nisu probali ova osušena biljka se jako dopala, a i dalje je sa zadovoljstvom koriste. Jeste li ga prepoznali? Naravno, radi se o čaju koji se kuva zbog fenomena difuzije.
Primjeri difuzije u okruženju
Uloga difuzije u svetu oko nas je veoma velika. Jedan od najvažnijih primjera difuzije je cirkulacija krvi u živim organizmima. Kiseonik iz zraka ulazi u krvne kapilare smještene u plućima, zatim se u njima otapa i širi po cijelom tijelu. Zauzvrat, ugljični dioksid difundira iz kapilara u alveole pluća. Nutrijenti oslobođeni iz hrane difundiraju u ćelije.
Kod zeljastih biljnih vrsta, difuzija se odvija kroz njihovu cijelu zelenu površinu, kod većih cvjetnica - kroz lišće i stabljike, u grmlju i drveću - kroz pukotineu kori debla i grana i sočiva.
Pored toga, primjer difuzije u vanjskom svijetu je apsorpcija vode i minerala rastvorenih u njoj korijenskim sistemom biljaka iz tla.
Upravo difuzija je razlog zašto je sastav donje atmosfere heterogen i sastoji se od nekoliko gasova.
Nažalost, u našem nesavršenom svijetu, vrlo je malo ljudi koji ne znaju šta je injekcija, poznata i kao "injekcija". Ova vrsta bolnog, ali efikasnog tretmana takođe se zasniva na fenomenu difuzije.
Zagađenje životne sredine: tlo, vazduh, vodena tela - ovo su takođe primeri difuzije u prirodi.
Beli oblaci koji se tope na plavom nebu, tako voljeni pesnicima svih vremena - ona je takođe difuzija koju zna svaki srednjoškolac!
Dakle, difuzija je nešto bez čega bi naš život bio ne samo teži, već i gotovo nemoguć.
