การแพร่กระจายคืออะไร?

การแพร่กระจายเป็นกระบวนการที่อะตอมหรือโมเลกุลย้ายจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังพื้นที่ที่มีความเข้มข้นต่ำ ในกรณีส่วนใหญ่การแพร่กระจายเกิดขึ้นในก๊าซและของเหลว ในระหว่างการแพร่กระจายการเคลื่อนที่ของสสารจะดำเนินต่อไปจนกระทั่งมีการกระจายตัวที่สม่ำเสมอ รูปแบบการเคลื่อนไหวขึ้นอยู่กับการไล่ระดับความเข้มข้นของของเหลวหรือก๊าซที่เกี่ยวข้อง คำว่าการแพร่กระจายมาจากคำภาษาละติน "diffundere" ซึ่งหมายถึง "การแพร่กระจาย" นอกเหนือจากการแพร่กระจายวิธีอื่น ๆ ที่สารย้ายจากพื้นที่หนึ่งไปยังอีกพื้นที่หนึ่ง ได้แก่ การขนส่งที่ใช้งานและออสโมซิส แนวคิดของการแพร่กระจายส่งผลกระทบต่อสาขาวิชามากมายเช่นชีววิทยา, ฟิสิกส์, การเงิน, เศรษฐศาสตร์, สังคมวิทยาและเคมี

การแพร่กระจายเท็จ

False diffusion หมายถึงข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเมื่อมีการใช้สูตรคำนวณความแตกต่าง upwind ในการคำนวณกรณีหลายมิติของการแพร่กระจายของการพาความร้อน ข้อผิดพลาดจะหายไปเมื่อการไหลของทรัพย์สินขนานกับแกนหลักแต่ละอัน

กระบวนการแพร่กระจาย

มีสองวิธีที่เกิดการแพร่กระจาย: วิธีวิทยาศาสตร์และมุมมองเชิงอะตอมมิกส์ ตามวิธีการทางปรากฏการณ์วิทยาการแพร่กระจายเกิดขึ้นเมื่อสารเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำซึ่งเป็นไปตามกฎการแพร่ของ Fick ในทางตรงกันข้ามมุมมองแบบอะตอมมิกเข้าใจการฟุ้งกระจายเป็นผลมาจากการเดินแบบสุ่มของอนุภาคในสาร นักวิชาการสองคน Robert Brown และ Albert Einstein ได้วางแผนมุมมองนี้ บราวน์รับผิดชอบทฤษฎี Random Walk Theory ซึ่งเขาออกแบบในปี 1827 ในขณะที่ไอน์สไตน์ได้คิดค้นคุณสมบัติเชิงอะตอมของการแพร่และทฤษฎีการเคลื่อนที่แบบบราวเนียน

ปัจจัยที่มีผลต่อการแพร่กระจาย

ปัจจัยหลักที่มีผลต่อการแพร่กระจายของของเหลวสี่ประการ หนึ่งคือการไล่ระดับความเข้มข้น การไล่ระดับความเข้มข้นที่สูงขึ้นจะนำไปสู่อัตราการแพร่ที่สูงขึ้นและในทางกลับกัน ประการที่สองอุณหภูมิยังมีผลต่อการแพร่กระจายเนื่องจากมันมีผลต่อคุณสมบัติการเคลื่อนไหวของสสาร เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นความเร็วของอนุภาคในการเคลื่อนที่จะเพิ่มขึ้น ประการที่สามการแพร่ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของก๊าซหรือของเหลว เมื่อใดก็ตามที่สารกระจายตัวมีความหนาแน่นต่ำกว่าจะกลายเป็นเบาและสามารถแพร่กระจายได้เร็วขึ้น ความหนาแน่นได้รับอิทธิพลเล็กน้อยจากขนาดของอนุภาคเช่นกัน

ตัวอย่างการแพร่กระจาย

ตัวอย่างหนึ่งของการแพร่กระจายถูกสังเกตในการทดลองในห้องปฏิบัติการ เมื่อใดก็ตามที่ใช้สารประกอบไฮโดรเจนซัลไฟด์จะมีกลิ่นฉุน เมื่อเวลาผ่านไปทุกคนในห้องแล็บจะได้กลิ่นแก๊ส กลิ่นนี้เป็นหลักฐานของการแพร่กระจายของก๊าซในห้อง ก๊าซจะกระจายอย่างช้าๆในห้องปฏิบัติการจนกว่าจะบรรลุสภาวะสมดุล อีกตัวอย่างที่พบบ่อยคือสีผสมอาหารที่ใช้ในครัว เมื่อผสมสีอาหารในน้ำแล้วเติมลงในอาหารจะกระจายเป็นเนื้อเดียวกันในอาหาร ในที่สุดเมื่อสเปรย์น้ำหอมหนึ่งชิ้นในห้องพักจะกระจายไปทั่วห้องทำให้สามารถได้กลิ่นจากที่ใดก็ได้ในห้อง การแพร่กระจายของกลิ่นเป็นตัวอย่างของการแพร่กระจายของก๊าซในชั้นบรรยากาศ ในสังคมวิทยาตัวอย่างของการแพร่เป็นแนวคิดของการแพร่กระจายทางวัฒนธรรมซึ่งอ้างว่าวัฒนธรรมของกลุ่มชาติพันธุ์หรือเผ่าพันธุ์หนึ่งอาจแพร่กระจายไปยังอีกกลุ่มหนึ่งได้อย่างรวดเร็ว