Hiç küçük, sinir bozucu tatarcık sürülerinin başınızın üzerinde rastgele kaynaştığını gördünüz mü? Bazen havada hareketsiz asılı duruyor gibi görünüyorlar. Bu sürü bir yandan hareketsizdir, diğer yandan içindeki böcekler sürekli sağa, sola, yukarı, aşağı hareket eder, sürekli birbirleriyle çarpışır ve görünmez bir güç onları bir arada tutuyormuş gibi tekrar bu bulutun içine dağılır..
Moleküllerin hareketleri benzer şekilde kaotiktir, vücut ise sabit bir şekli korur. Bu harekete moleküllerin termal hareketi denir.
Brown hareketi
1827'de ünlü İngiliz botanikçi Robert Brown, sudaki mikroskobik polen parçacıklarının davranışını incelemek için bir mikroskop kullandı. Parçacıkların sürekli olarak kaotik, mantıksal düzene meydan okuyan bir şekilde hareket ettiğine ve bu rastgele hareketin hiçbir şeye bağlı olmadığına dikkat çekti.içinde bulundukları sıvının hareketi veya buharlaşmasından. En küçük polen parçacıkları karmaşık, gizemli yörüngeleri tanımladı. Bu tür hareketin yoğunluğunun zamanla azalmaması ve ortamın kimyasal özellikleri ile ilgili olmaması, ancak yalnızca bu ortamın viskozitesi veya hareketli parçacıkların boyutu azaldığında artması ilginçtir. Ek olarak, sıcaklığın moleküllerin hareket hızı üzerinde büyük etkisi vardır: ne kadar yüksekse, parçacıklar o kadar hızlı hareket eder.
Yayılma
Uzun zaman önce, insanlar dünyadaki tüm maddelerin en küçük parçacıklardan oluştuğunu: iyonlar, atomlar, moleküller ve aralarında boşluklar olduğunu ve bu parçacıkların sürekli ve rastgele hareket ettiğini fark ettiler.
Difüzyon, moleküllerin termal hareketinin bir sonucudur. Örneklerini günlük hayatın hemen her yerinde görebiliriz: hem günlük hayatta hem de vahşi yaşamda. Bu kokuların yayılması, çeşitli katı cisimlerin yapıştırılması, sıvıların karıştırılmasıdır.
Bilimsel olarak, difüzyon, bir maddenin moleküllerinin başka bir maddenin molekülleri arasındaki boşluklara nüfuz etmesi olgusudur.
Gazlar ve difüzyon
Gazlardaki difüzyonun en basit örneği, kokuların (hem hoş hem de çok hoş olmayan) havada oldukça hızlı yayılmasıdır.
Gazlarda difüzyon son derece tehlikeli olabilir, çünkü bu olaydan dolayı karbon monoksit ve diğer zehirli gazlarla zehirlenme yıldırım hızında gerçekleşir.
Sıvılarda difüzyon
Gazlarda difüzyon hızla, çoğunlukla saniyeler içinde gerçekleşirken, sıvılarda difüzyon tam dakikalar alır vehatta bazen saatler. Yoğunluğa ve sıcaklığa bağlıdır.
Sıvılarda difüzyona bir örnek, tuzların, alkollerin ve asitlerin çok hızlı çözünerek kısa sürede homojen çözeltiler oluşturmasıdır.
Katılarda difüzyon
Katılarda difüzyon en zor olanıdır, normal oda veya dış ortam sıcaklığında görünmezdir. Tüm modern ve eski okul ders kitaplarında, kurşun ve altın plakalarla yapılan deneyler, katılarda difüzyon örneği olarak tanımlanır. Bu deney, ancak dört yıldan fazla bir süre sonra, önemsiz miktarda altının kurşuna girdiğini ve kurşunun altının içine en fazla beş milimetre derinliğe girdiğini gösterdi. Bu fark, kurşun yoğunluğunun altının yoğunluğundan çok daha yüksek olmasından kaynaklanmaktadır.
Sonuç olarak, difüzyonun hızı ve yoğunluğu en azından maddenin yoğunluğuna ve moleküllerin kaotik hareketinin hızına bağlıdır ve hız da sıcaklığa bağlıdır. Difüzyon, daha yüksek sıcaklıklarda daha yoğun ve daha hızlıdır.
Günlük yaşamda yayılma örnekleri
Her gün hemen hemen her adımda difüzyon olgusuyla karşılaştığımızı düşünmüyoruz bile. Bu nedenle bu fenomen fizikteki en önemli ve ilginç olaylardan biri olarak kabul edilir.
Günlük hayatta difüzyonun en basit örneklerinden biri şekerin çay veya kahvede çözünmesidir. Bir bardak kaynar suya bir parça şeker konursa, bir süre sonra iz bırakmadan kaybolur, sıvı hacmi bilepratikte değişmedi.
Etrafınıza dikkatlice bakarsanız, hayatımızı kolaylaştıran birçok yayılma örneği bulabilirsiniz:
- çözünür çamaşır tozu, potasyum permanganat, tuz;
- oda spreyleri püskürtme;
- boğaz spreyleri;
- çarşaf yüzeyindeki kiri yıkamak;
- sanatçının renklerini karıştırma;
- hamur yoğurma;
- zengin et suları, çorbalar ve soslar, tatlı kompostolar ve meyve içeceklerinin hazırlanması.
1638'de Moğolistan'dan dönen Büyükelçi Vasily Starkov, Rus Çarı Mikhail Fedorovich'e garip bir ekşi aromalı yaklaşık 66 kg kuru yaprak hediye etti. Hiç denememiş olan Moskovalılar bu kurutulmuş bitkiyi çok sevdiler ve hala zevkle kullanıyorlar. Onu tanıdın mı? Elbette bu, difüzyon fenomeni nedeniyle demlenen bir çaydır.
Çevredeki difüzyon örnekleri
Çevremizdeki dünyada difüzyonun rolü çok yüksektir. Difüzyonun en önemli örneklerinden biri canlı organizmalarda kan dolaşımıdır. Havadaki oksijen, akciğerlerde bulunan kan kılcal damarlarına girer, daha sonra bunlarda çözülür ve tüm vücuda yayılır. Buna karşılık, karbondioksit kılcal damarlardan akciğerlerin alveollerine yayılır. Gıdalardan salınan besinler hücrelere yayılır.
Otsu bitki türlerinde difüzyon, tüm yeşil yüzeyleri boyunca, daha büyük çiçekli bitkilerde - yapraklar ve gövdeler, çalılar ve ağaçlar - çatlaklar yoluyla gerçekleşir.gövdelerin, dalların ve mercimeklerin kabuğunda.
Ayrıca, dış dünyadaki difüzyona bir örnek, içinde çözünen su ve minerallerin bitkilerin kök sistemi tarafından topraktan emilmesidir.
Alt atmosferin bileşiminin heterojen olmasının ve birkaç gazdan oluşmasının nedeni difüzyondur.
Maalesef kusurlu dünyamızda, "enjeksiyon" olarak da bilinen enjeksiyonun ne olduğunu bilmeyen çok az insan var. Bu tür ağrılı ama etkili tedavi de difüzyon fenomenine dayanmaktadır.
Çevre kirliliği: toprak, hava, su kütleleri - bunlar aynı zamanda doğada yayılma örnekleridir.
Mavi gökyüzünde eriyen beyaz bulutlar, tüm zamanların şairleri tarafından çok sevilir - o aynı zamanda her ortaokul ve lise öğrencisinin bildiği bir yayılımdır!
Yani, difüzyon, olmadan hayatımızın sadece daha zor değil, aynı zamanda neredeyse imkansız olacağı bir şeydir.
