Razlika med Brownovim gibanjem in difuzijo

The ključna razlika med Brownovim gibanjem in difuzijo je to pri Brownovem gibanju delci nima določene smeri vožnje, medtem ko delci v difuziji prehajajo iz visoke koncentracije v nizko koncentracijo.

Brownovo gibanje in difuzija sta dva pojma, ki se povezujeta z gibanjem delcev. Obstoj teh dveh konceptov dokazuje, da je materija sestavljena iz manjših delcev, ki jih lahko ločimo drug od drugega. Dokazuje tudi, da je med atomi ali molekulami znotraj snovi (trdna snov, plin ali tekočina) dovolj prostega prostora, ki drugim delcem omogoča, da potujejo skozi njih.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Brownovo gibanje
3. Kaj je difuzija
4. Primerjava ob strani - Brownovo gibanje proti difuziji v tabeli
5. Povzetek

Kaj je Brownian Motion?

Botanik Robert Brown je predstavil koncept Brownovega gibanja leta 1827. Opazoval je cvetni prah v vodi pod mikroskopom in videl, da se pelonska zrna tu in tam premikajo (naključno gibanje) v vodi. To gibanje je poimenoval kot Brownovo gibanje. Vendar je Einstein tisti, ki je pojasnil to gibanje.

Po razlagi Einsteina opisuje nekatere lastnosti atomov. Čeprav so takrat verjeli v obstoj atomov; dokazov zanj ni bilo. Brownovo gibanje je dokaz za obstoj atomov. Vsaka zadeva okoli nas je sestavljena iz atomov. Zato celo cvetni prah in voda vsebuje atome. Poleg tega je Einstein opisal, da je gibanje cvetnega prahu posledica trka z molekulami vode, ki jih ne vidimo. Ko molekule vode zadenejo zrna cvetnega prahu, ta odskoči, in to lahko vidimo pod mikroskopom. Ker ne vidimo molekul vode; ponavadi mislimo, da se cvetni prah premika sam, kar pa ni tako.

Slika 01: Diagram, ki prikazuje Brownovo gibanje

Poleg tega lahko s preučevanjem Brownovega gibanja napovemo nekatere lastnosti vodnih molekul, kot je njihova hitrost gibanja. Podobno delci v zraku kažejo tudi Brownovo gibanje. Na primer, prašni delci v zraku se naključno gibljejo zaradi trkov z molekulami plina.

Kaj je difuzija?

Difuzija je potovanje delcev iz večje koncentracije v nižjo koncentracijo. Z drugimi besedami, gre za gibanje delcev iz regij z večjim kemijskim potencialom na območja z manjšim kemičnim potencialom. Zato je ta koncept podoben potovanju toplote od vročega predmeta do hladnejšega predmeta.

Slika 02: Difuzija skozi polprepustno membrano

Poleg tega je osmoza vrsta difuzije, ki opisuje gibanje vode. Ko se voda premika iz ene celice v drugo, teče po gradientu vodnega potenciala, ki je od velikega vodnega do nizkega vodnega potenciala. Poleg tega je difuzija pomemben koncept v bioloških sistemih. Rastline in živali absorbirajo in distribuirajo večino hranil, plinov in vode s pomočjo difuzije. Na primer, v celici je vsebnost kisika nižja kot v krvnih kapilarah, koncentracija ogljikovega dioksida pa je višja kot v krvnih kapilarah. Zato se z difuzijo kisik v celico prenaša iz krvnih kapilar, iz celice pa izhaja ogljikov dioksid.

Kakšna je razlika med Brownovim gibanjem in razpršenostjo?

Brownovo gibanje je zmotno, naključno gibanje mikroskopskih delcev v tekočini, ki je posledica nenehnega bombardiranja iz molekul okoliškega medija. Medtem ko je difuzija gibanje snovi iz območja visoke koncentracije v območje z nizko koncentracijo. Ključna razlika med Brownovim gibanjem in difuzijo je torej v tem, da v Brownovem gibanju delec nima določene smeri vožnje, medtem ko bodo delci v difuziji prehajali iz visoke koncentracije v nizko. Vendar je gibanje delcev v obeh scenarijih naključno.

Še večja razlika med Brownovim gibanjem in difuzijo je, da difuzija poteka glede na koncentracijo ali potencialni kemični gradient. Toda Brownovo gibanje ne urejajo takšni dejavniki. Brownovo gibanje delca se pojavi glede na gibanje drugih delcev v mediju.

V nadaljevanju infografik je več podrobnosti o razliki med Brownovim gibanjem in difuzijo.

Povzetek - Brownovo gibanje proti difuziji

Če povzamemo, je ključna razlika med Brownovim gibanjem in difuzijo v tem, da delci Brownovega delca nima določene smeri vožnje, medtem ko delci v difuziji prehajajo iz visoke koncentracije v nizko koncentracijo. Vendar je gibanje delcev v obeh scenarijih naključno.

Referenca:

1. Alfred Rudin, Phillip Choi, v članku The Elements of Polymer Science & Engineering (tretja izdaja), 2013.
2. Helmenstine, dr. Anne Marie. "Uvod v Brownovo gibanje." ThoughtCo, 5. januar 2019. Na voljo tukaj  

Vljudnost slik:

1. "Brownovo gibanje 1" avtor Kayau - Lastno delo, (CC BY 3.0) prek Commons Wikimedia  
2. "Diffusion.en" avtor Quasar Jarosz (Public Domain) prek Commons Wikimedia