Что такое диффузия?

Диффузия – это самопроизвольное проникновение частиц одного вещества в другое. Данный процесс приводит к перемешиванию веществ. Почему же газам и жидкостям свойственно перемешиваться, когда их никто специально не перемешивает? Это вполне объяснимо, если учесть, что каждое вещество состоит из частиц, между которыми есть промежутки. Если газы и жидкости самостоятельно перемешиваются между собой, значит частицы вещества совершают беспорядочные движения во всех направлениях. Такое движение частиц и является причиной перемешивания двух веществ.

Также диффузией называют процесс, при котором концентрации молекул жидкости или газа самопроизвольно выравниваются в различных частях объема. Диффузия как бы стремится максимально приблизить систему к термодинамическому равновесию. Если две половинки сосуда наполнены разными газами и температура, как и давление, у них одинаковы, то при отсутствии разделяющей перегородки, тепловое движение молекул приведёт к процессу взаимопроникновения газов. Такому процессу и дали название «диффузия».

Диффузия может происходить как в газах, так и в жидкостях и твердых телах. Стоит отметить, что диффузии газов свойственно проходить очень быстро, а диффузия твёрдых тел, напротив, происходит очень медленно. Согласно данным из проведённых опытов, чем выше температура, тем быстрее проходит диффузия. Ощущение запахов происходит благодаря диффузии пахучих веществ в воздухе.

Итак, молекулы каждого вещества совершают беспорядочные движения. Что, помимо «бесконечного танца», происходит за счёт движения молекул?

Проведём небольшой опыт. Аккуратно положим на дно стакана с водой кристаллик йода. Вскоре цвет воды начнёт изменяться сначала возле кристаллика, а после и значительно дальше от него. Через некоторое время окрасится вся вода в стакане.

Как это объяснить? – довольно просто. Изначально в том месте, куда опустили кристаллик йода, количество молекул йода значительно превышало число молекул воды. Позже молекулы йода, передвигаясь, постепенно прокладывали путь между молекулами воды. Аналогичным образом свойственно вести себя и молекулам воды. За счёт движения молекулы одного вещества проникают между молекулами другого.

Но как понять «между молекулами»? Ведь между ними совсем не видны пустоты… вода всегда выглядит «сплошной». На самом деле расстояния между молекулами в воде есть, их размеры можно сравнивать с размерами самих молекул. Практически во всех веществах существуют пустоты, благодаря которым молекулы и перемещаются. В данном случае молекулы воды и йода, воспользовавшись такими пустотами, взаимно перемешались.