Содержание
Когда вы что-то сжигаете на плите, кухня пахнет дымом. Через несколько минут все ваше место будет пахнуть сгоревшей пищей. Это потому, что атомы сгоревшей пищи распространяются через ваш дом. Диффузия - это процесс, посредством которого атомы одного материала переносятся в другой материал посредством случайного движения атомов. При диффузии атомы имеют тенденцию распределяться равномерно, например, когда дым переходит от высокой концентрации на кухне к более низкой концентрации по всему дому. Скорость диффузии зависит от нескольких факторов.
температура
Из всех факторов, влияющих на скорость диффузии, температура является наиболее важной. Температура оказывает наибольшее влияние на скорость диффузии и является самым простым из факторов, которые можно изменить. Увеличение температуры увеличивает скорость диффузии, добавляя энергию к каждой частице. Это связано с тем, что частицы с большей энергией чаще отскакивают друг от друга и равномерно распределяются по всему объему материала. Аналогичным образом, понижение температуры снизит скорость диффузии за счет понижения энергии каждой частицы.
Разница в концентрации
Скорость диффузии зависит от разницы между концентрациями материала-хозяина, причем более высокие различия в концентрации приводят к более высоким скоростям диффузии. Например, диффузия через тонкую стенку или мембрану будет происходить быстро, если на одной стороне имеется высокая концентрация газа, а на другой стороне стенки газа нет. Если с обеих сторон уже есть почти равное количество газа, диффузия будет намного медленнее.
Расстояние диффузии
Скорость диффузии обратно пропорциональна расстоянию, на которое распространяется материал. То есть меньшие расстояния приводят к более высоким скоростям диффузии, а большие расстояния приводят к более низким скоростям диффузии. Это имеет смысл, поскольку газ диффундирует через тонкую стенку гораздо быстрее, чем газ через толстую стенку.
Рассеивающие и принимающие материалы
Скорость диффузии также зависит как от материала, который диффундирует, так и от материала, через который он диффундирует. При определенной температуре все частицы имеют одинаковую среднюю энергию. Это означает, что более легкие атомы, такие как водород, углерод, кислород и азот, движутся быстрее и более мобильны, чем более крупные атомы, такие как медь или железо. Материалы, изготовленные из этих более легких атомов, распространяются быстрее, чем более тяжелые материалы.