Innhold
Blekk diffunderer i vann på grunn av tilfeldig bevegelse av vann og blekkmolekyler. I stor skala ser vi ikke de enkelte molekylene bevege seg. I stedet ser vi hvor mørkt blekket er på forskjellige punkter i løsningen, noe som faktisk indikerer konsentrasjonen. Du kan se blekket bevege seg fra områder med høyere konsentrasjon til de med lavere konsentrasjon, og hastigheten på denne bevegelsen er proporsjonal med diffusjonskoeffisienten til blekket i vann.
Tilfeldige bevegelser
Temperatur er et mål på de tilfeldige bevegelsene til molekyler. Når vannmolekyler beveger seg tilfeldig rundt i en blanding med blekk, støter de inn i blekkmolekylene, og får dem til å bevege seg tilfeldig også. På steder der det er flere blekkmolekyler, er det flere kollisjoner med vannmolekyler som støtter blekkmolekylene til andre steder. Som et resultat flytter blekkmolekylene i gjennomsnitt fra områder med flere molekyler (høyere konsentrasjon) til områder med færre molekyler (lavere konsentrasjon).
Diffusjonskoeffisient
Jo høyere vannets temperatur, jo raskere beveger molekylene seg. Dette resulterer i flere og hardere kollisjoner. Følgelig er diffusjonskoeffisienten proporsjonal med temperaturen. Hvor langt hvert blekkmolekyl beveger seg etter en kollisjon avhenger av dens diameter, fordi større molekyler bremser mer fra friksjon sammenlignet med mindre molekyler. Den iboende friksjonen i en væske kalles viskositet. Dermed er diffusjonskoeffisienten omvendt proporsjonal med både molekylens diameter og væskens viskositet.
Entropi og diffusjon
Den andre loven om termodynamikk sier at entropi har en tendens til å øke. Entropi er et mål på hvor uordnede, spredte eller tilfeldig ordnede ting er. Når blekket diffunderer fra en konsentrert dråpe, blir molekylene mer spredt og distribuert tilfeldig. Så når blekket diffunderer, øker systemets entropi.