Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> Kemi

Diffusion forekommer både i væsker og gasser, men næppe overhovedet faste stoffer?

Det er en stor observation! Du har ret, diffusion er meget mere fremtrædende i væsker og gasser end i faste stoffer. Her er hvorfor:

1. Partikelbevægelse:

* Gasser: Gaspartikler har mest bevægelsesfrihed. De er langt fra hinanden, bevæger sig hurtigt og kolliderer ofte. Denne høje kinetiske energi og mangel på stærke intermolekylære kræfter gør diffusion hurtig og effektiv.

* væsker: Flydende partikler har en vis bevægelsesfrihed. De er tættere på hinanden end gaspartikler, men kan stadig bevæge sig forbi hinanden. Dette giver mulighed for diffusion, selvom det er langsommere end i gasser.

* faste stoffer: Faste partikler er tæt pakket og har meget begrænset bevægelse. Deres vibrationsenergi er ikke nok til at overvinde de stærke intermolekylære kræfter, der holder dem i en fast gitterstruktur. Dette gør diffusion ekstremt langsom.

2. Intermolekylære kræfter:

* Gasser: Svage intermolekylære kræfter giver partikler mulighed for at bevæge sig frit.

* væsker: Intermolekylære kræfter er stærkere end i gasser, men giver stadig mulighed for en vis partikelbevægelse.

* faste stoffer: Stærke intermolekylære kræfter holder partikler i faste positioner, hvilket gør diffusion ekstremt vanskelig.

3. Densitet:

* Gasser: Lav tæthed gør det muligt for partikler at bevæge sig mere frit og støde på mindre modstand under diffusion.

* væsker: Væsker har en højere densitet end gasser, hvilket fører til flere kollisioner og langsommere diffusion.

* faste stoffer: Faststoffer har den højeste tæthed, hvilket gør diffusion næsten umulig.

Mens diffusion i faste stoffer er meget langsom, er det ikke helt fraværende. Der er tilfælde, hvor diffusion i faste stoffer kan forekomme, omend til ekstremt langsomme satser:

* metallegeringer: Atomer af forskellige metaller kan langsomt diffundere til hinanden og ændre egenskaberne for legeringen over lange perioder.

* Høje temperaturer: Ved høje temperaturer kan vibrationsenergien af ​​faste partikler overvinde nogle af de intermolekylære kræfter, hvilket muliggør en svag stigning i diffusion.

Afslutningsvis skyldes forskellen i diffusionshastigheder mellem faste stoffer, væsker og gasser primært forskellene i partikelbevægelse, intermolekylære kræfter og densitet.

Varme artikler