Περιεχόμενο
Το μελάνι διαχέεται στο νερό λόγω της τυχαίας κίνησης του νερού και των μορίων μελάνης. Σε μεγάλη κλίμακα, δεν βλέπουμε τα μεμονωμένα μόρια να κινούνται. Αντίθετα, βλέπουμε πόσο σκοτεινό είναι το μελάνι σε διαφορετικά σημεία της λύσης, πράγμα που δείχνει την συγκέντρωσή του. Μπορείτε να δείτε τη μελάνη να μετακινείται από περιοχές υψηλότερης συγκέντρωσης σε περιοχές με χαμηλότερη συγκέντρωση και ο ρυθμός αυτής της κίνησης είναι ανάλογος με το συντελεστή διάχυσης της μελάνης στο νερό.
Τυχαίες προτάσεις
Η θερμοκρασία είναι ένα μέτρο των τυχαίων κινήσεων των μορίων. Καθώς τα μόρια του νερού κινούνται τυχαία σε ένα μίγμα με μελάνι, χτυπάνε στα μόρια μελάνης, προκαλώντας τους να μετακινούνται τυχαία επίσης. Σε μέρη όπου υπάρχουν περισσότερα μόρια μελάνης, υπάρχουν περισσότερες συγκρούσεις με μόρια νερού που χτυπούν τα μόρια μελάνης σε άλλα μέρη. Ως αποτέλεσμα, κατά μέσο όρο, τα μόρια μελάνης κινούνται από περιοχές με περισσότερα μόρια (υψηλότερη συγκέντρωση) σε περιοχές με λιγότερα μόρια (χαμηλότερη συγκέντρωση).
Συντελεστής διάχυσης
Όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του νερού, τόσο πιο γρήγορα κινούνται τα μόρια. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα περισσότερες και πιο σκληρές συγκρούσεις. Κατά συνέπεια, ο συντελεστής διάχυσης είναι ανάλογος προς τη θερμοκρασία. Πόσο μακριά κάθε μόριο μελάνης κινείται μετά από μια σύγκρουση εξαρτάται από τη διάμετρο του, επειδή τα μεγαλύτερα μόρια επιβραδύνουν περισσότερο από την τριβή σε σύγκριση με τα μικρότερα μόρια. Η εγγενής τριβή σε ένα υγρό ονομάζεται ιξώδες. Έτσι, ο συντελεστής διάχυσης είναι αντιστρόφως ανάλογος τόσο προς τη διάμετρο των μορίων όσο και προς το ιξώδες των υγρών.
Εντροπία και διάχυση
Ο δεύτερος νόμος της θερμοδυναμικής δηλώνει ότι η εντροπία τείνει να αυξάνεται. Η εντροπία είναι ένα μέτρο για το πόσο διαταραγμένα, διασκορπισμένα ή τυχαία διατεταγμένα πράγματα είναι. Καθώς η μελάνη διαχέεται από μια συμπυκνωμένη σταγόνα, τα μόρια καθίστανται πιο απλωμένα και τυχαία κατανεμημένα. Έτσι, καθώς η μελάνη διαχέεται, η εντροπία του συστήματος αυξάνεται.