Innehåll
Bläck diffunderar i vatten på grund av slumpmässig rörelse av vatten och bläckmolekyler. I stor skala ser vi inte de enskilda molekylerna rör sig. Istället ser vi hur mörkt bläcket är på olika punkter i lösningen, vilket faktiskt indikerar dess koncentration. Du kan se bläcket flytta från områden med högre koncentration till de med lägre koncentration, och hastigheten för denna rörelse är proportionell mot diffusionskoefficienten för bläcket i vatten.
Slumpmässiga rörelser
Temperatur är ett mått på slumpmässiga rörelser för molekyler. När vattenmolekyler rör sig slumpmässigt i en blandning med bläck, stöter de in i bläckmolekylerna och får dem att röra sig också slumpmässigt. På platser där det finns fler bläckmolekyler finns det fler kollisioner med vattenmolekyler som stöter bläckmolekylerna till andra platser. Som ett resultat rör sig i genomsnitt bläckmolekylerna från områden med fler molekyler (högre koncentration) till områden med färre molekyler (lägre koncentration).
Diffusionskoefficient
Ju högre temperaturen på vattnet, desto snabbare rör sig molekylerna. Detta resulterar i fler och hårdare kollisioner. Följaktligen är diffusionskoefficienten proportionell mot temperaturen. Hur långt varje färgmolekyl rör sig efter en kollision beror på dess diameter, eftersom större molekyler bromsar mer från friktion jämfört med mindre molekyler. Den inneboende friktionen i en vätska kallas viskositet. Således är diffusionskoefficienten omvänt proportionell mot både molekylens diameter och vätskans viskositet.
Entropi och diffusion
Den andra termodynamiklagen säger att entropin tenderar att öka. Entropi är ett mått på hur oordnade, spridda eller slumpmässigt ordnade saker är. När bläck diffunderar från en koncentrerad droppe blir molekylerna mer spridda och fördelade slumpmässigt. Så när bläck diffunderar, ökar systemets entropi.