Что такое диффузия

Диффузия часто ассоциируется со школьным опытом, когда в колбу с водой наливают яркий пищевой краситель и он эффектно смешивается с жидкостью. Но на самом деле примеров диффузии гораздо больше. Например, с ее помощью в живых организмах клетки насыщаются кислородом, происходит газообмен и распространяются нервные импульсы.

«Бери и Делай» рассказывает, что такое диффузия, как она происходит и какое значение имеет для нашей жизни.

Что такое диффузия

Диффузия — это движение вещества из области c высокой концентрацией в область с низкой концентрацией. Чаще всего она происходит в жидкостях и газах, когда их частицы случайно сталкиваются друг с другом и разлетаются в разные стороны.

Представьте, что кто-то распылил дезодорант в противоположной части комнаты. Спустя какое-то время запах долетел до вас. Это произошло, потому что частицы дезодоранта столкнулись с частицами воздуха и разлетелись по всей комнате. В результате вы почувствовали запах дезодоранта, частицы которого достигли вашего носа. Этот процесс и называется диффузией.

Как происходит диффузия

Диффузия может происходить в твердых телах, газах и жидкостях. От типа вещества зависит скорость процесса. Так, один газ очень быстро диффундирует в другой. В жидкости он, напротив, будет распространяться медленнее, а в твердом теле скорость диффузии уже значительно замедлится. То же самое касается жидкости: она быстрее диффундирует в другую жидкость, чем в твердое тело.

Чтобы понять суть процесса, представьте, что вы смешиваете воду с черничным сиропом. Сироп довольно плотный и густой. У него более высокий уровень концентрации вещества, чем у воды. В процессе диффузии сироп распространяется по пространству, заполненному водой, и частично смешивается с ней. В результате он становится разбавленным и менее концентрированным, а у воды появляется отчетливый привкус черники.

Что влияет на диффузию

• Тип вещества. Частицы газов более подвижные, и диффузия в них происходит быстрее, чем в жидкостях и твердых телах.
• Температура. Чем горячее газ или жидкость, тем большей энергией обладают частицы и тем быстрее происходит диффузия.
• Концентрация вещества. Чем больше частиц, тем выше скорость диффузии.
• Расстояние. Чем меньше расстояние, на которое распространяются частицы, тем выше будет скорость диффузии.
• Размер частиц. Диффузия в частицах маленького размера происходит быстрее, чем в частицах большого размера. Это связано с массой молекулы и с площадью ее поверхности. Тяжелая молекула с большой площадью поверхности будет медленно смешиваться с другими частицами, а более мелкие и легкие частицы распространятся быстрее.

Какое значение имеет диффузия для нашей жизни

Многие естественные процессы в наших организмах основаны на диффузии молекул. Например, дыхание включает в себя диффузию газов (кислорода и углекислого газа) в кровь и из нее. Когда в наш организм проникает воздух, красные кровяные тельца связывают кислород и переносят его в ткани, где происходит обмен газов и питательных веществ. В его процессе углекислый газ и отходы жизнедеятельности диффундируют из тканевых клеток в кровь, а кислород и питательные вещества — из крови в ткани тела.

Даже производство кислорода, которым мы дышим, зависит от явления диффузии. При фотосинтезе энергия солнечного света, воды и углекислого газа используется для производства глюкозы, кислорода и воды. Углекислый газ диффундирует из воздуха через крошечные поры в листьях растений — их называют устьицами. Кислород, который образуется таким способом, в свою очередь распространяется через эти устьица от растений в атмосферу.