Kas olete kunagi näinud väikeste tüütute kääbuste horde juhuslikult pea kohal kubisemas? Mõnikord tundub, et nad ripuvad liikumatult õhus. Ühest küljest on see sülem liikumatu, teis alt liiguvad selle sees olevad putukad pidev alt paremale, vasakule, üles, alla, põrkuvad pidev alt üksteisega kokku ja hajuvad uuesti selle pilve sees laiali, nagu hoiaks nähtamatu jõud neid koos..
Molekulide liikumine on samamoodi kaootiline, samas kui keha säilitab stabiilse kuju. Seda liikumist nimetatakse molekulide termiliseks liikumiseks.
Browni liikumine
Veel 1827. aastal uuris kuulus Briti botaanik Robert Brown mikroskoopi, et uurida mikroskoopiliste õietolmuosakeste käitumist vees. Ta juhtis tähelepanu asjaolule, et osakesed liikusid pidev alt kaootilises, loogilist trotsivas järjekorras ning see juhuslik liikumine ei sõltunud millestki.vedeliku liikumisest, milles nad olid, ega ka selle aurustumisest. Õietolmu väikseimad osakesed kirjeldasid keerulisi, salapäraseid trajektoore. Huvitav on see, et sellise liikumise intensiivsus ei vähene aja jooksul ega ole seotud keskkonna keemiliste omadustega, vaid ainult suureneb, kui selle keskkonna viskoossus või liikuvate osakeste suurus väheneb. Lisaks on temperatuuril suur mõju molekulide liikumiskiirusele: mida kõrgem see on, seda kiiremini liiguvad osakesed.
Hajutus
Inimesed mõistsid ammu, et kõik ained maailmas koosnevad kõige väiksematest osakestest: ioonidest, aatomitest, molekulidest ja nende vahel on tühimikud ning need osakesed liiguvad pidev alt ja juhuslikult.
Difusioon on molekulide soojusliikumise tagajärg. Näiteid võime jälgida peaaegu kõikjal igapäevaelus: nii igapäevaelus kui eluslooduses. See on lõhnade levik, erinevate tahkete esemete liimimine, vedelike segamine.
Teaduslikult öeldes on difusioon nähtus, kus ühe aine molekulid tungivad teise aine molekulide vahedesse.
Gaasid ja difusioon
Lihtsaim näide gaaside difusioonist on lõhnade (nii meeldivate kui ka mitte nii meeldivate) üsna kiire levik õhus.
Gaasi difusioon võib olla äärmiselt ohtlik, kuna selle nähtuse tõttu tekib välgukiirusel mürgistus süsinikmonooksiidi ja muude mürgiste gaasidega.
Difusioon vedelikes
Kui difusioon gaasides toimub kiiresti, enamasti sekunditega, kulub vedelikes difusioon terveid minuteid jamõnikord isegi tunde. See sõltub tihedusest ja temperatuurist.
Üks näide difusioonist vedelikes on soolade, alkoholide ja hapete väga kiire lahustumine, moodustades lühikese aja jooksul homogeensed lahused.
Difusioon tahkistes
Tahkeainetes on difusioon kõige raskem, normaalsel toa- või välistemperatuuril on see nähtamatu. Kõigis tänapäeva ja vana kooli õpikutes on plii- ja kuldplaatidega tehtud katseid kirjeldatud tahkete ainete difusiooni näitena. See katse näitas, et alles enam kui nelja aasta pärast tungis tühine kogus kulda plii sisse ja plii tungis kulda mitte rohkem kui viie millimeetri sügavusele. See erinevus tuleneb asjaolust, et plii tihedus on palju suurem kui kulla tihedus.
Järelikult ei sõltu difusiooni kiirus ja intensiivsus mitte vähemtähtis aine tihedusest ja molekulide kaootilise liikumise kiirusest ning kiirus omakorda temperatuurist. Kõrgematel temperatuuridel on difusioon intensiivsem ja kiirem.
Difusiooninäited igapäevaelus
Me isegi ei mõtle sellele, et iga päev kohtame peaaegu igal sammul difusiooni fenomeni. Seetõttu peetakse seda nähtust füüsikas üheks olulisemaks ja huvitavamaks.
Üks lihtsamaid näiteid difusioonist igapäevaelus on suhkru lahustumine tees või kohvis. Kui suhkrutükk asetada klaasi keevasse vette, kaob see mõne aja pärast jäljetult, samal ajal kui isegi vedeliku mahtpraktiliselt muutumatuna.
Kui vaatate hoolik alt ringi, võite leida palju näiteid difusioonist, mis muudavad meie elu lihtsamaks:
- pesupulbri, kaaliumpermanganaadi, soola lahustamine;
- õhuvärskendajate pihustamine;
- kurgupihustid;
- pesu pinn alt mustuse pesemine;
- värvide segamine kunstniku poolt;
- taigna sõtkumine;
- rikaste puljongide, suppide ja kastmete, magusate kompottide ja puuviljajookide valmistamine.
Aastal 1638, naastes Mongooliast, kinkis suursaadik Vassili Starkov Vene tsaarile Mihhail Fedorovitšile peaaegu 66 kg kuivatatud lehti, millel oli kummaline hapukas aroom. Moskvalastele, kes pole seda kunagi proovinud, meeldis see kuivatatud taim väga ja nad kasutavad seda siiani hea meelega. Kas sa tundsid ta ära? Loomulikult on see tee, mida pruulitakse difusiooninähtuse tõttu.
Difusiooni näited keskkonnas
Difusiooni roll meid ümbritsevas maailmas on väga suur. Üks olulisemaid difusiooni näiteid on elusorganismide vereringe. Õhust saadav hapnik siseneb kopsudes paiknevatesse verekapillaaridesse, seejärel lahustub neis ja levib üle kogu keha. Süsinikdioksiid omakorda difundeerub kapillaaridest kopsude alveoolidesse. Toidust vabanevad toitained hajuvad rakkudesse.
Rohttaimedel toimub difusioon läbi kogu nende rohelise pinna, suurematel õistaimedel - läbi lehtede ja varte, põõsastel ja puudel - läbi pragudetüvede, okste ja läätsede koores.
Lisaks on näiteks difusioonist välismaailmas vee ja selles lahustunud mineraalide imendumine taimede juurestiku poolt mullast.
Just difusioon on põhjus, miks madalama atmosfääri koostis on heterogeenne ja koosneb mitmest gaasist.
Kahjuks on meie ebatäiuslikus maailmas väga vähe inimesi, kes ei tea, mis on süst, tuntud ka kui "süst". Selline valulik, kuid tõhus ravi põhineb samuti difusiooni nähtusel.
Keskkonnasaaste: pinnas, õhk, veekogud – need on ka näited levimisest looduses.
Sinises taevas sulavad valged pilved, mis on kõigi aegade luuletajate poolt nii armastatud – ta on ka difusioon, mida teavad kõik kesk- ja keskkooliõpilased!
Niisiis, difusioon on midagi, ilma milleta poleks meie elu mitte ainult raskem, vaid ka peaaegu võimatu.
