Viděli jste někdy hordy malých otravných pakomárů náhodně se hemžících nad vámi? Někdy se zdá, že nehybně visí ve vzduchu. Na jedné straně je tento roj nehybný, na druhé se hmyz v něm neustále pohybuje doprava, doleva, nahoru, dolů, neustále do sebe naráží a znovu se v tomto mraku rozptyluje, jako by je držela pohromadě neviditelná síla..
Pohyby molekul jsou podobně chaotické, zatímco tělo si zachovává stabilní tvar. Tento pohyb se nazývá tepelný pohyb molekul.
Brownův pohyb
V roce 1827 použil slavný britský botanik Robert Brown mikroskop ke studiu chování mikroskopických pylových částic ve vodě. Upozornil na skutečnost, že částice se neustále pohybovaly v chaotickém, logickém pořádku, a tento náhodný pohyb na ničem nezávisel.pohyb kapaliny, ve které se nacházely, ani z jejího vypařování. Nejmenší částice pylu popisovaly složité, tajemné trajektorie. Zajímavé je, že intenzita takového pohybu s časem neklesá a nesouvisí s chemickými vlastnostmi prostředí, ale roste pouze v případě, že klesá viskozita tohoto prostředí nebo velikost pohybujících se částic. Kromě toho má teplota velký vliv na rychlost pohybu molekul: čím je vyšší, tím rychleji se částice pohybují.
Diffusion
Už dávno si lidé uvědomili, že všechny látky na světě se skládají z nejmenších částic: iontů, atomů, molekul a mezi nimi jsou mezery a tyto částice se neustále a náhodně pohybují.
Difúze je důsledkem tepelného pohybu molekul. Příklady můžeme pozorovat téměř všude v každodenním životě: jak v běžném životě, tak ve volné přírodě. Jedná se o šíření pachů, lepení různých pevných předmětů, míchání tekutin.
Vědecky řečeno, difúze je fenomén pronikání molekul jedné látky do mezer mezi molekulami jiné látky.
Plyny a difúze
Nejjednodušším příkladem difúze v plynech je poměrně rychlé šíření pachů (příjemných i ne tak příjemných) ve vzduchu.
Difúze v plynech může být extrémně nebezpečná, protože kvůli tomuto jevu dochází k otravě oxidem uhelnatým a jinými toxickými plyny rychlostí blesku.
Difúze v kapalinách
Zatímco difúze v plynech probíhá rychle, nejčastěji v sekundách, difúze v kapalinách trvá celé minuty aněkdy i hodiny. Záleží na hustotě a teplotě.
Jedním příkladem difúze v kapalinách je velmi rychlé rozpouštění solí, alkoholů a kyselin, čímž se v krátké době vytvoří homogenní roztoky.
Difúze v pevných látkách
U pevných látek je difúze nejobtížnější, při normální pokojové nebo venkovní teplotě je neviditelná. Ve všech moderních i starých školních učebnicích jsou experimenty s olověnými a zlatými destičkami popsány jako příklad difúze v pevných látkách. Tento experiment ukázal, že až po více než čtyřech letech proniklo do olova zanedbatelné množství zlata a olovo proniklo do zlata do hloubky nejvýše pěti milimetrů. Tento rozdíl je způsoben tím, že hustota olova je mnohem vyšší než hustota zlata.
V důsledku toho rychlost a intenzita difúze v neposlední řadě závisí na hustotě látky a rychlosti chaotického pohybu molekul a rychlost zase závisí na teplotě. Difúze je intenzivnější a rychlejší při vyšších teplotách.
Příklady šíření v každodenním životě
Ani nepřemýšlíme o tom, že se každý den téměř na každém kroku setkáváme s fenoménem difúze. Proto je tento jev považován za jeden z nejvýznamnějších a nejzajímavějších ve fyzice.
Jedním z nejjednodušších příkladů difúze v každodenním životě je rozpouštění cukru v čaji nebo kávě. Vložíte-li kousek cukru do sklenice vroucí vody, po chvíli beze stopy zmizí, přičemž i objem tekutinyprakticky beze změny.
Pokud se pozorně rozhlédnete kolem sebe, můžete najít mnoho příkladů šíření, které nám usnadňují život:
- rozpouštěcí prací prášek, manganistan draselný, sůl;
- osvěžovače vzduchu ve spreji;
- spreje do krku;
- mytí nečistot z povrchu prádla;
- míchání barev umělcem;
- hnětení těsta;
- příprava bohatých vývarů, polévek a omáček, sladkých kompotů a ovocných nápojů.
V roce 1638, po návratu z Mongolska, daroval velvyslanec Vasilij Starkov ruskému caru Michailu Fedorovičovi jako dárek téměř 66 kg sušených listů s podivným kyselým aroma. Moskvané, kteří to nikdy nezkusili, si tuto sušenou rostlinu velmi oblíbili a dodnes ji rádi používají. Poznal jsi ho? Samozřejmě se jedná o čaj, který se vaří díky fenoménu difúze.
Příklady difúze v prostředí
Role šíření ve světě kolem nás je velmi vysoká. Jedním z nejdůležitějších příkladů difúze je krevní oběh v živých organismech. Kyslík ze vzduchu vstupuje do krevních kapilár umístěných v plicích, následně se v nich rozpouští a šíří se po celém těle. Oxid uhličitý zase difunduje z kapilár do alveol plic. Živiny uvolněné z potravy difundují do buněk.
U bylinných druhů rostlin dochází k difúzi celým jejich zeleným povrchem, u větších kvetoucích rostlin - přes listy a stonky, v keřích a stromech - přes trhlinyv kůře kmenů a větví a čočce.
Příkladem difúze ve vnějším světě je navíc absorpce vody a minerálů v ní rozpuštěných kořenovým systémem rostlin z půdy.
Právě difúze je důvodem, proč je složení spodní atmosféry heterogenní a skládá se z několika plynů.
V našem nedokonalém světě je bohužel jen velmi málo lidí, kteří nevědí, co je injekce, známá také jako „injekce“. Tento druh bolestivé, ale účinné léčby je také založen na fenoménu difúze.
Znečištění životního prostředí: půda, vzduch, vodní útvary – to jsou také příklady šíření v přírodě.
Bílá oblaka tající na modré obloze, tak milovaná básníky všech dob – je také šířením, které zná každý středoškolák!
Takže difúze je něco, bez čeho by náš život byl nejen obtížnější, ale téměř nemožný.
