§ 2.2. Диффузия.
Одно из распространенных явлений природы, которое объясняют хаотическим движением молекул, представляет собой явление диффузии (от латинского «диффузио» — растекание). Примером диффузии служит распространение запаха цветов или приготовляемой пищи. Вследствие испарения концентрация молекул пахучих веществ в непосредственной близости от букета цветов большая, а хаотическое тепловое движение молекул перемешивает молекулы воздуха и пахучих веществ, что и вызывает распространение запаха по всей комнате. Такое перемешивание ведет к выравниванию концентрации молекул пахучих веществ во всем объеме комнаты.
Процесс выравнивания концентрации молекул какого-либо вещества в пространстве, обусловленный хаотическим движением молекул, называется диффузией. Поскольку средняя скорость хаотического движения молекул возрастает при повышении температуры то и диффузия должна ускоряться при повышении тмпературы, что действительно подтверждается всеми опытами.
В жидкостях диффузия протекает значительно медленнее, чем в газах. Если налить в сосуд чистую воду, а сверху подкрашенный спирт так, чтобы между жидкостями была видна резкая граница, и наблюдать за ней, то через несколько дней мы увидим, что резкая граница исчезла, а вода окрасилась на значительную глубину вследствие взаимной диффузии воды и спирта. (Подумайте, почему этот опыт нельзя объяснить действием силы тяжести.)
В твердых телах диффузия происходит очень медленно и заметна лишь при повышенной температуре. Если плотно прижать друг к другу две разнородные металлические пластинки и держать их при температуре в несколько сот градусов, то взаимная диффузия металлов будет заметна уже через несколько часов. Это можно обнаружить, если разделить пластинки и исследовать их поверхности.
Почему же диффузия в жидкостях протекает медленнее, чем в газах, а в твердых телах медленнее, чем в жидкостях? Очевидно, это объясняется тем, что в жидкостях молекулы расположены ближе друг к другу, чем в газах, и силы взаимного притяжения молекул замедляют процесс диффузии. Поскольку в твердых телах молекулярные силы больше, чем в жидкостях, процесс диффузии в твердых телах протекает еще медленнее.
