Fire ting, der påvirker diffusionsgrad

Når du brænder noget på ovnen, lugter køkkenet sig røgfyldt. Et par minutter senere, vil hele dit sted lugte af den brændte mad. Det er fordi atomer af brændt mad diffunderer gennem dit hjem. Diffusion er den proces, hvormed atomer af et materiale overføres til et andet materiale gennem tilfældig atombevægelse. I diffusion har atomer tendens til at sprede sig jævnt, som når røgen bevæger sig fra den høje koncentration i køkkenet til en lavere koncentration gennem hele dit hjem. Diffusionshastigheden afhænger af flere faktorer.

Temperatur

Af alle de faktorer, der påvirker diffusionshastigheden, er temperaturen den vigtigste. Temperaturen har størst effekt på diffusionshastigheder og er den nemmeste af faktorerne at ændre sig. Forøgelse af temperaturen øger diffusionshastigheden ved at tilsætte energi til hver partikel. Dette skyldes, at partikler med mere energi hopper mod hinanden oftere og spredes jævnt gennem materialevolumen. På samme måde vil sænkning af temperaturen sænke diffusionshastigheden ved at sænke energien af ​​hver partikel.

Koncentrationsforskel

Diffusionshastigheden afhænger af forskellen mellem koncentrationer på tværs af værtsmaterialet med højere koncentration forskelle, der resulterer i højere diffusionshastigheder. For eksempel vil diffusion gennem en tynd væg eller membran forekomme hurtigt, hvis der er en høj koncentration af gassen på den ene side og ingen af ​​gassen på den anden side af væggen. Hvis der allerede er en næsten lige stor mængde gas på begge sider, vil diffusion være meget langsommere.

Diffusion Distance

Diffusionshastigheden er omvendt relateret til den afstand, gennem hvilken materialet diffunderer . Det vil sige, at mindre afstande resulterer i hurtigere diffusionshastigheder og større afstande resulterer i langsommere diffusionshastigheder. Dette giver mening, da en gas diffunderer gennem en tynd væg meget hurtigere end den ville diffunde gennem en tyk mur.

Diffusions- og værtsmaterialer

Diffusionshastigheden afhænger også af det materiale, der diffunderer og materialet det diffunderer igennem. Ved en bestemt temperatur har alle partikler den samme gennemsnitlige energi. Dette betyder, at lettere atomer, såsom hydrogen, kulstof, oxygen og nitrogen rejser hurtigere og er mere mobile end større atomer, såsom kobber eller jern. Materialer fremstillet af disse lettere atomer diffunderer hurtigere end tungere materialer.