Hvordan dækker blæk diffus i vand?

Blæk diffunderer i vand på grund af tilfældig bevægelse af vand og blækmolekyler. I stor skala ser vi ikke de enkelte molekyler i bevægelse. I stedet ser vi, hvor mørkt blækket er på forskellige punkter i løsningen, hvilket faktisk angiver dets koncentration. Du kan se blækket flytte fra områder med højere koncentration til dem med lavere koncentration, og hastigheden af ​​denne bevægelse er proportional med blækens diffusionskoefficient i vand.

Tilfældige motiver

Temperatur er et mål for de tilfældige bevægelser af molekyler. Da vandmolekyler bevæger sig tilfældigt i en blanding med blæk, støder de ind i blækmolekylerne og får dem til at bevæge sig tilfældigt. På steder, hvor der er flere blækmolekyler, er der flere kollisioner med vandmolekyler, som støtter blækmolekylerne til andre steder. Som følge heraf bevæger blækmolekylerne fra områder med flere molekyler (højere koncentration) til områder med færre molekyler (lavere koncentration).

Diffusionskoefficient

Jo højere temperaturen på vand, jo hurtigere flytter molekylerne. Dette resulterer i flere og hårdere kollisioner. Følgelig er diffusionskoefficienten proportional med temperaturen. Hvor langt hvert blækmolekyle bevæger sig efter en kollision afhænger af dens diameter, fordi større molekyler formindsker mere fra friktion sammenlignet med mindre molekyler. Den indre friktion i en væske kaldes viskositet. Dvs. diffusionskoefficienten er omvendt proportional med både molekylets diameter og væskens viskositet.

Entropi og diffusion

Termodynamikens anden lov siger, at entropi har tendens til at stige. Entropi er et mål for, hvordan uordnede, dispergerede eller tilfældigt arrangerede ting er. Som blæk diffunderer fra et koncentreret dråbe bliver molekylerne mere spredt og tilfældigt fordelt. Så som blæk diffunderer, øges systemets entropi.