Diffusione e temperatura: 7 fatti che dovresti sapere

In questo articolo intendiamo conoscere diffusione e temperatura e fatti correlati.

Per trasferire la sostanza dentro e fuori la cellula, è necessaria la diffusione. Oltre a contribuire alla misurazione del calore e della freddezza del corpo, la temperatura determina anche la quantità di energia cinetica posseduto dalle particelle.

La sezione successiva descrive la definizione di diffusione e temperatura.

Diffusione e temperatura

Una regione può essere differenziata o caratterizzata dalla grandezza di concentrazione, cioè una regione corrispondente alla concentrazione maggiore o minore. Quindi, ora ci sarà un movimento di molecole attraverso questa regione, generalmente partendo da una concentrazione più alta e raggiungendo la regione di concentrazione più bassa.

Quando intendiamo misurare ed esprimere quanto sia caldo o freddo un corpo, utilizziamo un parametro chiamato temperatura. Questo tipo di movimento delle molecole viene eseguito sotto un gradiente di concentrazione. In tutti gli esseri viventi, si ritiene che la diffusione sia un fenomeno prominente che si verificherà a colpo sicuro.

Sappiamo che la temperatura rappresenta anche la direzione specifica lungo la quale possiamo aspettarci il flusso di energia che troppo spontaneamente, sostanzialmente sotto forma di calore. La parte seguente tratta il rapporto tra diffusione e temperatura.

Diffusione e relazione di temperatura

Per trasferire la sostanza dentro e fuori la cellula, è necessaria la diffusione. Oltre a contribuire alla misurazione del calore e della freddezza del corpo, la temperatura determina anche la quantità di energia cinetica posseduta dalle particelle. Quando aumentiamo la temperatura, a nostra volta, li influenziamo a subire movimento Più veloce.

Ogni particella possiede la stessa probabilità di passare da una concentrazione più alta a una più bassa poiché non c'è forza in azione durante la normale diffusione che influenzi una particella specifica a passare nella regione di concentrazione più bassa.

La prossima sezione fornisce l'equazione relativa alla diffusione e alla temperatura.

Equazione della diffusione e della temperatura

La legge di Fick riguarda la relazione tra il flusso delle molecole in fase di diffusione e il gradiente di diffusione o la forza che viene guidata. Quando prendiamo la concentrazione del gradiente come unità, possiamo osservare la diffusione della massa di una sostanza su una superficie di un'unità di area in un intervallo di tempo unitario.

Di seguito è data l'equazione relativa alla diffusione e alla temperatura.

                                                                                       D = D0 esp(-E/KT)

Dove, D = il coefficiente di diffusione

      D0 = Valore massimo del coefficiente di diffusione a temperatura infinita

       E= Energia per l'attivazione per coefficiente di diffusione

           R = costante universale dei gas

           T = Temperatura assoluta

La diffusione può influenzare la temperatura?

Ogni particella possiede la stessa probabilità di passare da una concentrazione più alta a una più bassa poiché non vi è alcuna forza in azione durante la normale diffusione che influenzi una particella specifica a passare nella regione di concentrazione più bassa. Pertanto, la temperatura corrispondente all'ambiente circostante gioca un ruolo fondamentale nell'influenzare la diffusione.

La temperatura può essere considerata un criterio principale che decide la velocità di diffusione poiché entrambi sono interconnessi in termini di movimento delle particelle. Successivamente, discuteremo la dipendenza reciproca della diffusione e della temperatura.

In che modo la temperatura influisce sulla diffusione?

Come già ci siamo imbattuti nel concetto di diffusione essendo esclusivamente la conseguenza del moto considerevolmente casuale delle particelle ma non correlato ad alcuna forza in azione. Ora, possiamo correlare esplicitamente i movimenti casuali alla temperatura poiché si verifica in prossimità dell'energia cinetica e l'energia cinetica è decisa attraverso la temperatura.

Pertanto, si scopre che le particelle considerate più calde si muovono a velocità più elevate. È così che le condizioni di temperatura partecipano ad influenzare il processo di diffusione. La diffusione è fondamentalmente dovuta alla tendenza delle particelle a muoversi nel contesto della differenza di concentrazione nella regione.

Qui, capiremo la relazione tra la velocità di diffusione e la temperatura.

Rapporto tra velocità di diffusione e temperatura

Le particelle tendono a possedere una maggiore energia a causa dell'influenza delle temperature più elevate fornite. Qui si ritiene che le molecole con maggiore energia si trasferiscano a velocità più elevate, favorendo così la velocità di diffusione. Allo stesso modo, l'energia delle particelle viene ridotta con l'aiuto di temperature più basse.

Ciò sarebbe responsabile della riduzione del tasso di diffusione. La relazione esistente tra la velocità di diffusione e la temperatura può essere rappresentata dalla legge di diffusione di Graham, la quale afferma che la velocità di diffusione può essere correlata direttamente alla radice quadrata della temperatura. Pertanto, la legge dimostra matematicamente la relazione tra velocità di diffusione e temperatura.

Impariamo ora la dipendenza tra la velocità di diffusione e la temperatura.

Perché la temperatura influisce sulla velocità di diffusione?

Possiamo dire che le particelle di fluido tendono a fluire oa diffondersi in maniera più rapida a temperature notevolmente elevate rispetto a quelle a temperature più basse. Questo può essere osservato conducendo un semplice esperimento di miscelazione di colorante alimentare in acqua. Possiamo vedere che il colorante alimentare si diffonde senza dubbio più rapidamente nell'acqua calda rispetto all'acqua fredda.

Qui, l'intero gioco sono le vibrazioni della molecola che si verificano più velocemente a temperature più elevate rispetto a quelle a temperature relativamente più basse. Questo è il motivo della più rapida diffusione nell'acqua calda. Attraverso la membrana semipermeabile, il movimento delle molecole d'acqua è più veloce quando la temperatura è considerata alta.

La sezione seguente spiega la teoria alla base della connessione tra la velocità di diffusione e la temperatura.

In che modo la temperatura influisce sulla velocità di diffusione?

È dimostrato che la maggiore quantità di energia cinetica è posseduta dalle molecole che hanno una temperatura più elevata, che le spinge a subire il movimento casuale a velocità più elevate che influenza direttamente la velocità di diffusione per aumentare. Per dirla senza mezzi termini, possiamo dire che aumentando la temperatura,

L'energia cinetica posseduta dalle molecole sarà aumentata. Quindi aumenta anche la velocità media della molecola. È così che le condizioni di temperatura partecipano ad influenzare il processo di diffusione. La diffusione è fondamentalmente dovuta alla tendenza delle particelle a muoversi nel contesto della differenza di concentrazione nella regione.

Vediamo ora la relazione tra il coefficiente di diffusione e la temperatura.

In che modo la temperatura influisce sul coefficiente di diffusione?

Una costante è associata a una grandezza fisica. Agisce come fattore di proporzionalità nella legge di Fick che coinvolge la relazione tra il flusso delle molecole in fase di diffusione e il gradiente di diffusione o la forza che viene guidata.

Il coefficiente di diffusione dipende fondamentalmente dalla temperatura e da alcuni altri parametri. Il coefficiente di diffusione e la temperatura hanno entrambi un rapporto di proporzionalità diretta, cioè, man mano che si aumenta la temperatura, si trova che anche il coefficiente di diffusione aumenta con la temperatura.

Qui capiremo la proporzionalità matematica esistente tra la velocità di diffusione e la temperatura.

Cosa succede alla velocità di diffusione se la temperatura aumenta?

Fondamentalmente, la diffusione sarà influenzata dall'energia cinetica. Abbiamo già appreso che l'aumento della temperatura diventa direttamente responsabile dell'aumento della velocità molecolare, che è associata all'energia cinetica posseduta. In modo simile, la velocità con cui fluiscono le molecole può essere ridotta semplicemente diminuendo la temperatura.

Ciò consente loro di trasferire più velocemente dalla regione corrispondente alla concentrazione più alta alla concentrazione più bassa. Il coinvolgimento della temperatura ha influito sul peso delle particelle, cioè le particelle più pesanti tendono a interagire in modo più efficace con l'ambiente circostante.

Nomina i fattori che influenzerebbero la velocità di diffusione.

I fattori che si ritiene influiscano sulla velocità di diffusione sono riportati di seguito,

  • Temperatura
  • Dimensione della particella in diffusione
  • Differenza di concentrazione
  • Densità del solvente
  • Pressione
  • Sostanza diffondente.

In che modo le dimensioni della molecola influiscono sulla diffusione?

All'aumentare della dimensione della molecola, aumenta il volume occupato da tutte le molecole nella regione. Ora, naturalmente, diventa difficile che un volume maggiore si diffonda attraverso una superficie minore, impiegando così più tempo per la diffusione rendendolo meno efficace di prima.

Spiegare la dipendenza della diffusione dalla temperatura con un esempio.

Consideriamo l'esempio della diffusione del sangue attraverso l'acqua. Quando prendiamo acqua calda, si scopre che le molecole del sangue si diffondono o si muovono più velocemente rispetto a quando viene prelevata acqua fredda. cioè, tendono a muoversi lentamente quando vengono fatti diffondersi in acqua fredda. La stessa teoria può essere compresa anche considerando il colorante alimentare al posto del sangue.

Qual è la legge che regola la velocità di diffusione?

La legge indicata sulla velocità di diffusione è la legge di Graham che dice che la velocità di diffusione è inversamente proporzionale alla radice quadrata della massa molare della sostanza in esame in cui si studia la diffusione.

In che modo la diffusione è correlata alle temperature calde e fredde?

Possiamo dire che le particelle di fluido tendono a fluire oa diffondersi in maniera più rapida a temperature notevolmente elevate rispetto a quelle a temperature più basse. Questo può essere osservato conducendo un semplice esperimento di miscelazione di colorante alimentare in acqua. Possiamo vedere che il colorante alimentare si diffonde senza dubbio più rapidamente nell'acqua calda rispetto all'acqua fredda.

In quale stato della questione c'è più diffusione?

Si osserva sperimentalmente che le molecole allo stato gassoso della sostanza tendono a diffondersi più rapidamente rispetto a quella delle molecole associate allo stato solido della sostanza, in quanto allo stato gassoso le molecole sono presenti più liberamente, e quindi possono viaggiare dalla regione di concentrazione più alta alla regione di concentrazione più bassa con minori collisioni o minore resistenza.

 

Conclusione

È dimostrato che la maggiore quantità di energia cinetica è posseduta dalle molecole che hanno una temperatura più elevata, che le spinge a subire il movimento casuale a velocità più elevate che influenza direttamente la velocità di diffusione per aumentare. Per dirla senza mezzi termini, possiamo dire che aumentando la temperatura, l'energia cinetica posseduta dalle molecole aumenterà, quindi aumenta anche la velocità media della molecola.

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