Что такое диффузия

Краткий ответ

Диффузия — это самопроизвольное взаимное проникновение молекул одного вещества в промежутки между молекулами другого, происходящее благодаря непрерывному и беспорядочному (тепловому) движению молекул.

Проще: два вещества, приведённые в соприкосновение, со временем сами перемешиваются на уровне молекул — без встряхивания, размешивания и внешней силы.

Почему это происходит

1. Все молекулы непрерывно и хаотично движутся — это и есть тепловое движение. Скорости у молекул разные, направления случайные.
2. Между молекулами есть промежутки. Поэтому молекулы пахучего вещества могут «пролезть» между молекулами воздуха.
3. Молекулы одного вещества перемещаются в обе стороны, но из области с большей концентрацией их уходит больше — поэтому постепенно концентрации выравниваются, и запах распространяется по всей комнате.
4. Никакой «тяги» извне не нужно — диффузия идёт сама, это прямое следствие движения молекул.

От чего зависит скорость диффузии

• От температуры: чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы — тем быстрее диффузия. (Опустили пакетик чая в горячую и холодную воду — в горячей окрашивание пойдёт заметно быстрее.)
• От агрегатного состояния: быстрее всего в газах (молекулы далеко, движение свободное), медленнее в жидкостях, совсем медленно в твёрдых телах (молекулы колеблются около положения равновесия, «пробраться» между ними трудно). Но и в твёрдых телах диффузия есть: при длительном соприкосновении свинца и золота атомы проникают друг в друга на доли миллиметра.

Примеры

• Запах духов или жареной картошки распространяется по квартире.
• Капля чернил растекается в стакане воды.
• Кислород из лёгких проникает в кровь через стенки альвеол, а питательные вещества — из кишечника в кровь.
• Засолка огурцов: соль проникает в ткань овоща.
• Сварка и пайка металлов тоже опираются на диффузию.

Что важно не путать

• Диффузия ≠ перемешивание ложкой. Размешивание только ускоряет процесс, а диффузия идёт и без него.
• Диффузия ≠ броуновское движение. Броуновское движение — это хаотичное движение мелких частиц (пылинок, крупинок), взвешенных в жидкости или газе, и оно видно в микроскоп. Его причина как раз в ударах молекул. Диффузия — проникновение самих молекул одного вещества между молекулами другого.

Как проверить, что понял

Объясни своими словами: почему огурец в рассоле становится солёным, хотя соль никто внутрь не втирает? Правильный ход мысли: молекулы соли хаотично движутся, промежутки между молекулами воды и ткани овоща позволяют им проникать внутрь, концентрация выравнивается — соль оказывается по всему объёму.