Зміст
Коли ви щось спалите на плиті, кухня буде пахнути димкою. Через кілька хвилин все ваше місце пахне спаленою їжею. Це тому, що атоми спаленої їжі дифундують через ваш будинок. Дифузія - це процес, за допомогою якого атоми одного матеріалу переносяться в інший матеріал шляхом випадкового атомного руху. У дифузії атоми, як правило, поширюються рівномірно, як коли дим переходить від високої концентрації на кухні до нижчої концентрації по всьому будинку. Швидкість дифузії залежить від кількох факторів.
Температура
З усіх факторів, що впливають на швидкість дифузії, найбільш важливою є температура. Температура має найбільший вплив на швидкість дифузії і є найпростішим із змін факторів. Підвищення температури збільшує швидкість дифузії шляхом додавання енергії до кожної частинки. Це відбувається тому, що частинки, що мають більше енергії, частіше відбиваються один від одного і рівномірно розподіляються по всьому об'єму матеріалу. Аналогічно, зниження температури знизить швидкість дифузії за рахунок зниження енергії кожної частинки.
Різниця концентрації
Швидкість дифузії залежить від різниці між концентраціями в хозяйському матеріалі, при цьому більш високі різниці концентрацій призводять до більш високих швидкостей дифузії. Наприклад, дифузія через тонку стінку або мембрану відбудеться швидко, якщо з одного боку висока концентрація газу, а з іншого боку стінки немає жодного газу. Якщо вже є майже однакова кількість газу з обох сторін, дифузія буде значно повільнішою.
Дифузійна відстань
Швидкість дифузії обернено пов'язана з відстані, через яку матеріал дифундує. Тобто, менші відстані призводять до більш швидких швидкостей дифузії, а великі відстані - до більш повільних. Це має сенс, оскільки газ дифундує через тонку стінку набагато швидше, ніж дифундує через товсту стінку.
Дифузні та приймаючі матеріали
Швидкість дифузії також залежить як від матеріалу, який дифундує, так і від матеріалу, через який він дифундує. При певній температурі всі частинки мають однакову середню енергію. Це означає, що більш легкі атоми, такі як водень, вуглець, кисень та азот, рухаються швидше і є більш мобільними, ніж більші атоми, такі як мідь або залізо. Матеріали, виготовлені з цих більш легких атомів, дифундують швидше, ніж важчі матеріали.