Ero Brownian-liikkeen ja difuusion välillä

avainero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on se Brownin liikkeessä hiukkasella ei ole tiettyä kulkusuuntaa, kun taas diffuusion aikana hiukkaset kulkevat korkeasta konsentraatiosta pieneen konsentraatioon.

Brownian liike ja diffuusio ovat kaksi käsitettä, jotka liittyvät hiukkasten liikkeeseen. Näiden kahden käsitteen olemassaolo osoittaa, että aine koostuu pienemmistä hiukkasista, jotka voimme erottaa toisistaan. Se osoittaa myös, että atomissa tai molekyyleissä (aineessa (kiinteä aine, kaasu tai neste)) on tarpeeksi vapaata tilaa, joka antaa muiden hiukkasten kulkea niiden läpi.

SISÄLLYS

1. Yleiskatsaus ja keskeiset erot
2. Mikä on Brownian Motion?
3. Mikä on diffuusio
4. Vertailu rinnakkain - Brownian Motion vs. diffuusio taulukkomuodossa
5. Yhteenveto

Mikä on Brownian Motion?

Kasvitieteilijä Robert Brown esitteli Brownian liikkeen käsitteen vuonna 1827. Hän havaitsi siitepölyjyvät vedessä mikroskoopin alla ja näki, että siitepölyjyvät liikkuvat täällä ja siellä (satunnainen liike) vedessä. Hän nimitti tämän liikkeen Brownin liikkeeksi. Kuitenkin Einstein selitti tämän liikkeen.

Einsteinin selityksen mukaan hän kuvaa joitain atomien ominaisuuksia. Vaikka he uskoivat atomien olemassaoloon tuolloin; siitä ei ollut todisteita. Brownin liike on todiste atomien olemassaolosta. Jokainen ympärillämme oleva asia koostuu atomista. Siksi jopa siitepölyjyvät ja vesi sisältävät atomeja. Lisäksi Einstein kuvaili, että siitepölyjyvän liike johtuu sen törmäyksistä vesimolekyylien kanssa, joita emme näe. Kun vesimolekyylit osuvat siitepölyjyviin, se pomppii pois, ja voimme nähdä sen mikroskoopin alla. Koska emme näe vesimolekyylejä; meillä on taipumus ajatella, että siitepölyjyvät liikkuvat yksinään, mikä ei ole niin.

Kuva 01: Brownian-liikettä kuvaava kaavio

Lisäksi tutkimalla Brownin liikettä voimme ennustaa joitain vesimolekyylien ominaisuuksia, kuten niiden liikkumisen nopeutta. Samoin ilmassa olevat hiukkaset osoittavat myös Brownin liikettä. Esimerkiksi ilman pölyhiukkaset liikkuvat satunnaisesti ympäri törmäyksiä kaasumolekyylien kanssa.

Mikä on diffuusio?

Diffuusio on hiukkasten kulkeminen korkeammasta pitoisuudesta alempaan pitoisuuteen. Toisin sanoen, se on hiukkasten liikettä korkeamman kemiallisen potentiaalin alueilta alueille, joilla on vähemmän kemiallinen potentiaali. Siksi tämä käsite on samanlainen kuin lämmön kulkeminen kuumasta esineestä viileämpään esineeseen.

Kuva 02: diffuusio puoliläpäisevän kalvon läpi

Lisäksi osmoosi on eräänlainen diffuusio, joka kuvaa veden liikettä. Kun vesi liikkuu solusta toiseen, se virtaa vesipotentiaalin gradientin mukaan, joka on korkeasta vesipotentiaalista matalaan vesipotentiaaliin. Lisäksi diffuusio on tärkeä käsite biologisissa järjestelmissä. Kasvit ja eläimet absorboivat ja jakavat suurimman osan ravintoaineista, kaasuista ja vedestä diffuusion avulla. Esimerkiksi solun sisällä happipitoisuus on alhaisempi kuin veren kapillaareissa ja hiilidioksidipitoisuus on korkeampi kuin veri kapillaareissa. Siksi diffuusiolla happi siirtyy soluun verikapillaareista, ja hiilidioksidi tulee ulos solusta.

Mikä on ero Brownian Motionin ja diffuusion välillä??

Brownin liike on nesteessä olevien mikroskooppisten hiukkasten epätavallista, satunnaista liikettä jatkuvan pommituksen seurauksena ympäröivän väliaineen molekyyleistä. Diffuusio on aineen liikettä korkean pitoisuuden alueelta pienen pitoisuuden alueelle. Siksi tärkein ero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on se, että Brownin liikkeessä hiukkasella ei ole tiettyä kulkusuuntaa, kun taas diffuusion yhteydessä hiukkaset kulkevat korkeasta konsentraatiosta pieneen konsentraatioon. Hiukkasten liike on kuitenkin sattumanvarainen molemmissa skenaarioissa.

Lisäksi toinen merkittävä ero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on, että diffuusio tapahtuu pitoisuuden tai potentiaalisen kemiallisen gradientin mukaan. Mutta Brownin liikettä eivät hallitse sellaiset tekijät. Hiukkasen Brownin liike tapahtuu väliaineessa olevien muiden hiukkasten liikkeen mukaan.

Infografian alla on lisätietoja Brownin liikkeen ja diffuusion välisestä erotuksesta.

Yhteenveto - Brownian Motion vs. diffuusio

Yhteenvetona voidaan todeta, että tärkein ero Brownin liikkeen ja diffuusion välillä on se, että Brownin liikkeessä hiukkasella ei ole tiettyä kulkusuuntaa, kun taas diffuusion yhteydessä hiukkaset kulkevat korkeasta konsentraatiosta pieneen konsentraatioon. Hiukkasten liike on kuitenkin sattumanvarainen molemmissa skenaarioissa.

Viite:

1. Alfred Rudin, Phillip Choi, teoksessa Polymeeritieteen ja tekniikan elementit (kolmas painos), 2013.
2. Helmenstine, tohtori Anne Marie "Johdanto Brownian Motioniin." ThoughtCo, 5. tammikuuta 2019. Saatavilla täältä  

Kuvan kohteliaisuus:

1. ”Brownian motion 1” Kayau - Oma työ, (CC BY 3.0) Commons Wikimedian kautta  
2. ”Diffusion.en” kirjoittanut Quasar Jarosz (Public Domain) Commons Wikimedian kautta