Indhold
Blæk diffunderer i vand på grund af tilfældig bevægelse af vand og blækmolekyler. I stor skala ser vi ikke de enkelte molekyler bevæge sig. I stedet ser vi, hvor mørkt blækket er på forskellige punkter i løsningen, hvilket faktisk angiver dens koncentration. Du kan se blækket bevæge sig fra områder med højere koncentration til områder med lavere koncentration, og hastigheden for denne bevægelse er proportional med diffusionskoefficienten for blækket i vand.
Tilfældige bevægelser
Temperatur er et mål for de tilfældige bevægelser af molekyler. Når vandmolekyler bevæger sig tilfældigt rundt i en blanding med blæk, støder de ind i blækmolekylerne og får dem også til at bevæge sig tilfældigt. På steder, hvor der er flere blækmolekyler, er der flere kollisioner med vandmolekyler, der støder blækmolekylerne til andre steder. Som et resultat bevæger gennemsnittet blækmolekylerne sig fra områder med flere molekyler (højere koncentration) til områder med færre molekyler (lavere koncentration).
Diffusionskoefficient
Jo højere temperaturen på vandet er, desto hurtigere bevæger molekylerne sig. Dette resulterer i flere og hårdere kollisioner. Følgelig er diffusionskoefficienten proportional med temperaturen. Hvor langt hvert blækmolekyle bevæger sig efter en kollision afhænger af dets diameter, fordi større molekyler bremser mere fra friktion sammenlignet med mindre molekyler. Den iboende friktion i en væske kaldes viskositet. Således er diffusionskoefficienten omvendt proportional med både molekylens diameter og væskens viskositet.
Entropi og diffusion
Den anden lov om termodynamik siger, at entropi har en tendens til at stige. Entropi er et mål på, hvor forstyrrede, spredte eller tilfældigt arrangerede ting er. Når blæk diffunderer fra et koncentreret dråbe, bliver molekylerne mere spredt og distribueret tilfældigt. Så når blæk diffunderer, øges systemets entropi.