Dyfuzja i temperatura: 7 faktów, które powinieneś wiedzieć

W tym artykule zamierzamy poznać dyfuzję i temperaturę oraz związane z nimi fakty.

Aby przenieść substancję do iz komórki, wymagana jest dyfuzja. Oprócz tego, że przyczynia się do pomiaru gorąca i zimna ciała, temperatura decyduje również o ilości energia kinetyczna posiadane przez cząstki.

Kolejny rozdział przedstawia definicję dyfuzji i temperatury.

Dyfuzja i temperatura

Region można zróżnicować lub scharakteryzować wielkością stężenie, tj. region odpowiadający wyższemu stężeniu lub niższemu stężeniu. Tak więc, teraz nastąpi ruch cząsteczek przez ten obszar, zwykle zaczynając od wyższego stężenia i docierając do obszaru o niższym stężeniu.

Kiedy zamierzamy zmierzyć i wyrazić, jak gorące lub zimne jest ciało, używamy parametru zwanego temperaturą. Ten rodzaj ruchu cząsteczek odbywa się w gradiencie stężeń. Uważa się, że we wszystkich żywych istotach dyfuzja jest znaczącym zjawiskiem, które bez wątpienia nastąpi.

Wiemy, że temperatura reprezentuje również określony kierunek, wzdłuż którego możemy spodziewać się zbyt spontanicznego przepływu energii, zasadniczo w postaci ciepła. Kolejna część dotyczy relacji między dyfuzją a temperaturą.

Zależność dyfuzji i temperatury

Aby przenieść substancję do iz komórki, wymagana jest dyfuzja. Oprócz udziału w pomiarze gorąca i zimna ciała, temperatura decyduje również o ilości energii kinetycznej posiadanej przez cząstki. Gdy podnosimy temperaturę, my z kolei wpływamy na ich przebieg ruch szybciej.

Każda cząstka ma jednakowe prawdopodobieństwo przejścia od wyższego do niższego stężenia, ponieważ podczas normalnej dyfuzji nie ma żadnej siły, która wpływa na przejście określonej cząstki do obszaru o niższym stężeniu.

Następna sekcja zawiera równanie odnoszące się do dyfuzji i temperatury.

Równanie dyfuzji i temperatury

Prawo Ficka obejmuje zależność między strumieniem molekuł podlegających dyfuzji a gradientem dyfuzji lub siłą, która jest napędzana. Kiedy przyjmiemy stężenie gradientu jako jedność, możemy zaobserwować dyfuzję masy substancji po powierzchni jednostki powierzchni w jednostkowym przedziale czasu.

Poniżej podane jest równanie dotyczące dyfuzji i temperatury.

                                                                                       D = D0 exp(-E/KT)

Gdzie D = współczynnik dyfuzji

      D0 = Największa wartość współczynnika dyfuzji w nieskończonej temperaturze

       E= Energia aktywacji dla współczynnika dyfuzji

           R = Uniwersalna stała gazowa

           T = temperatura bezwzględna

Czy dyfuzja może wpływać na temperaturę?

Każda cząsteczka ma równe prawdopodobieństwo przejścia od wyższego do niższego stężenia, ponieważ podczas normalnej dyfuzji nie ma żadnej siły, która wpływa na przejście określonej cząstki do obszaru o niższym stężeniu. Tak więc temperatura odpowiadająca otoczeniu odgrywa istotną rolę w wpływaniu na dyfuzję.

Temperaturę można uznać za główne kryterium decydujące o szybkości dyfuzji, ponieważ obie są ze sobą powiązane pod względem ruchu cząstek. Następnie omówimy wzajemną zależność dyfuzji i temperatury.

Jak temperatura wpływa na dyfuzję?

Jak już natknęliśmy się na pojęcie dyfuzji będącej wyłącznie konsekwencją dość losowego ruchu cząstek, ale niezwiązanej z żadną siłą w działaniu. Teraz możemy wyraźnie powiązać losowe ruchy z temperaturą, która występuje w pobliżu energii kinetycznej, a energia kinetyczna jest określana przez temperaturę.

Stwierdzono zatem, że cząstki, które są uważane za bardziej gorętsze, poruszają się z większą prędkością. W ten sposób warunki temperaturowe wpływają na proces dyfuzji. Dyfuzja jest zasadniczo spowodowana tendencją cząstek do poruszania się w kontekście różnicy stężeń w regionie.

Tutaj zrozumiemy związek między szybkością dyfuzji a temperaturą.

Szybkość dyfuzji i zależność temperatury

Cząstki mają tendencję do posiadania wyższej energii z powodu oddziaływania wyższych temperatur. Uważa się, że cząsteczki o wyższej energii przenoszą się z większą prędkością, co sprzyja szybkości dyfuzji. Podobnie energia cząstek jest redukowana za pomocą niższych temperatur.

Byłoby to odpowiedzialne za zmniejszenie tempa dyfuzji. Zależność między szybkością dyfuzji a temperaturą można zobrazować za pomocą prawa dyfuzji Grahama, które mówi, że szybkość dyfuzji może być bezpośrednio powiązana z pierwiastkiem kwadratowym temperatury. W ten sposób prawo matematycznie dowodzi zależności między szybkością dyfuzji a temperaturą.

Poznajmy teraz zależność między szybkością dyfuzji a temperaturą.

Dlaczego temperatura wpływa na szybkość dyfuzji?

Można powiedzieć, że cząstki płynu mają tendencję do szybszego przepływu lub dyfuzji w znacznie wyższych temperaturach niż w niższych temperaturach. Można to zaobserwować przeprowadzając prosty eksperyment mieszania barwników spożywczych w wodzie. Widzimy, że barwa żywności niewątpliwie szybciej dyfunduje w gorącej wodzie niż w zimnej.

Tutaj cała gra to drgania cząsteczki, które w wyższych temperaturach zachodzą szybciej niż w stosunkowo niższych temperaturach. To jest powód szybszej dyfuzji w gorącej wodzie. Przez półprzepuszczalną membranę ruch cząsteczek wody jest szybszy, gdy temperatura jest uważana za wysoką.

Poniższy rozdział wyjaśnia teorię leżącą u podstaw związku między szybkością dyfuzji a temperaturą.

Jak temperatura wpływa na szybkość dyfuzji?

Udowodniono, że cząsteczki o wyższej temperaturze posiadają większą ilość energii kinetycznej, co popycha je do ruchu losowego z większymi prędkościami, co bezpośrednio wpływa na wzrost szybkości dyfuzji. Mówiąc wprost, możemy powiedzieć, że wraz ze wzrostem temperatury

Energia kinetyczna posiadana przez cząsteczki zostanie zwiększona. Więc średnia prędkość cząsteczki również wzrasta. W ten sposób warunki temperaturowe wpływają na proces dyfuzji. Dyfuzja jest zasadniczo spowodowana tendencją cząstek do poruszania się w kontekście różnicy stężeń w regionie.

Poznajmy teraz zależność między współczynnikiem dyfuzji a temperaturą.

Jak temperatura wpływa na współczynnik dyfuzji?

Stała jest związana z wielkością fizyczną. Działa jako czynnik proporcjonalności w prawie Ficka, który obejmuje zależność między strumieniem cząsteczek przechodzących dyfuzję a gradientem dyfuzji lub siłą, która jest napędzana.

Współczynnik dyfuzji zasadniczo zależy od temperatury oraz kilku innych parametrów. Zarówno współczynnik dyfuzji, jak i temperatura są w relacji bezpośredniej proporcjonalności, tj. wraz ze wzrostem temperatury okazuje się, że współczynnik dyfuzji również rośnie wraz z temperaturą.

Tutaj zrozumiemy matematyczną proporcjonalność istniejącą między szybkością dyfuzji a temperaturą.

Co stanie się z szybkością dyfuzji, jeśli temperatura zostanie podniesiona?

Zasadniczo energia kinetyczna wpłynie na dyfuzję. Dowiedzieliśmy się już, że wzrost temperatury staje się bezpośrednio odpowiedzialny za zwiększenie prędkości molekularnej, co jest związane z posiadaną energią kinetyczną. W podobny sposób prędkość przepływu cząsteczek można zmniejszyć przez samo obniżenie temperatury.

To pozwala im szybciej przenosić się z obszaru odpowiadającego wyższemu stężeniu do niższego stężenia. Zaangażowanie temperatury wpłynęło na wagę cząstek, tj. cięższe cząstki mają tendencję do bardziej efektywnej interakcji z otoczeniem.

Wymień czynniki, które miałyby wpływ na szybkość dyfuzji.

Czynniki, które uważa się za mające wpływ na szybkość dyfuzji, podano poniżej,

• Temperatura
• Wielkość cząsteczki przechodzącej dyfuzję
• Różnica stężeń
• Gęstość rozpuszczalnika
• Nacisk
• Substancja rozpraszająca.

Jak wielkość cząsteczki wpływa na dyfuzję?

Wraz ze wzrostem wielkości cząsteczki zwiększa się objętość zajmowana przez wszystkie cząsteczki w regionie. Teraz, naturalnie, dyfuzja większej objętości przez mniejszą powierzchnię staje się trudna, przez co dyfuzja zajmuje więcej czasu, co czyni ją mniej skuteczną niż wcześniej.

Wyjaśnij na przykładzie zależność dyfuzji od temperatury.

Rozważmy przykład dyfuzji krwi przez wodę. Kiedy pijemy gorącą wodę, cząsteczki krwi dyfundują lub poruszają się szybciej niż po piciu zimnej wody. tj. mają tendencję do poruszania się powoli, gdy są dyfundowane w zimnej wodzie. Tę samą teorię można również zrozumieć, biorąc pod uwagę kolor żywności w miejscu krwi.

Jakie jest prawo rządzące szybkością dyfuzji?

Prawo określone dla szybkości dyfuzji jest prawem Grahama, które mówi, że szybkość dyfuzji jest odwrotnie proporcjonalna do pierwiastka kwadratowego masy molowej rozważanej substancji, w której badana jest dyfuzja.

Jak ma się dyfuzja do wysokich i niskich temperatur?

Można powiedzieć, że cząstki płynu mają tendencję do szybszego przepływu lub dyfuzji w znacznie wyższych temperaturach niż w niższych temperaturach. Można to zaobserwować przeprowadzając prosty eksperyment mieszania barwników spożywczych w wodzie. Widzimy, że barwa żywności niewątpliwie szybciej dyfunduje w gorącej wodzie niż w zimnej.

W jakim stanie sprawy jest bardziej dyfuzja?

Zaobserwowano eksperymentalnie, że cząsteczki w stanie gazowym substancji mają tendencję do szybszej dyfuzji niż cząsteczki związane ze stanem stałym substancji, ponieważ w stanie gazowym cząsteczki są obecne bardziej swobodnie, a zatem mogą podróż z obszaru o wyższym stężeniu do obszaru o niższym stężeniu z mniejszymi kolizjami lub mniejszym oporem.

Wnioski

Udowodniono, że cząsteczki o wyższej temperaturze posiadają większą ilość energii kinetycznej, co popycha je do ruchu losowego z większymi prędkościami, co bezpośrednio wpływa na wzrost szybkości dyfuzji. Mówiąc wprost, możemy powiedzieć, że wraz ze wzrostem temperatury energia kinetyczna posiadana przez molekuły będzie się zwiększać, więc średnia prędkość molekuły również się zwiększy.

Przeczytaj także:

• Temperatura topnienia i temperatura
• Jak obliczyć gęstość w różnych temperaturach
• Czy punkt rosy wzrasta wraz z temperaturą
• Czy temperatura jest właściwością fizyczną?
• Temperatura wrzenia i temperatura
• Czy temperatura jest rozległą właściwością