Erinevus Browniani liikumise ja difusiooni vahel

võtme erinevus see on Brownide liikumise ja difusiooni vahel Browniani liikumisel ei ole osakeste liikumisel konkreetset suunda, difusiooni korral liiguvad osakesed kõrgelt kontsentratsioonilt madalale.

Browniani liikumine ja difusioon on kaks mõistet, mis on seotud osakeste liikumisega. Nende kahe mõiste olemasolu tõestab, et mateeria koosneb väiksematest osakestest, mida saame üksteisest eraldada. Samuti tõestab see, et aines (tahke aine, gaas või vedelik) on aatomite või molekulide vahel piisavalt vaba ruumi, mis võimaldab teistel osakestetel nende kaudu liikuda.

SISU

1. Ülevaade ja peamised erinevused
2. Mis on Brownian Motion
3. Mis on difusioon
4. Kõrvuti võrdlus - Brownian Motion vs difusioon tabelina
5. Kokkuvõte

Mis on Brownian Motion?

Botaanik Robert Brown tutvustas Browni liikumise kontseptsiooni aastal 1827. Ta vaatas mikroskoobi all vees õietolmu teri ja nägi, et õietolmu terad liiguvad vees siin-seal (juhuslik liikumine). Ta nimetas seda liikumist Brownide liikumiseks. Einstein on aga see, kes seda liikumist seletas.

Einsteini selgituse kohaselt kirjeldab ta aatomite mõnda omadust. Kuigi nad uskusid sel ajal aatomite olemasolu; selle kohta polnud mingeid tõendeid. Browniani liikumine on aatomite olemasolu tõestus. Iga meie ümber olev asi koosneb aatomitest. Seetõttu sisaldavad isegi õietolmu terad ja vesi aatomeid. Lisaks kirjeldas Einstein, et õietolmu tera liikumine on tingitud selle kokkupõrgetest veemolekulidega, mida me ei näe. Kui veemolekulid tabavad õietolmu terad, põrkub see välja ja me näeme seda mikroskoobi all. Kuna me ei näe veemolekule; kipume arvama, et õietolmu terad liiguvad iseseisvalt, mis pole nii.

Joonis 01: Brasiilia liikumise skeem

Pealegi võime Browni liikumist uurides ennustada veemolekulide mõnda omadust, näiteks nende liikumiskiirust. Sarnaselt näitavad õhus olevad osakesed ka Browni liikumist. Näiteks õhus olev tolmuosake liigub gaasimolekulidega kokkupõrke tõttu juhuslikult.

Mis on difusioon?

Difusioon on osakeste rändamine kõrgemast kontsentratsioonist madalamale. Teisisõnu on see osakeste liikumine suurema keemilise potentsiaaliga piirkondadest väiksema keemilise potentsiaaliga piirkondadesse. Seetõttu sarnaneb see kontseptsioon kuumuse liikumisega kuumast objektist jahedamale objektile.

Joonis 02: Difusioon läbi poolläbilaskva membraani

Lisaks on osmoos teatud tüüpi difusioon, mis kirjeldab vee liikumist. Kui vesi liigub ühest rakust teise, voolab see vastavalt veepotentsiaali gradiendile, mis on kõrgest veepotentsiaalist madala veepotentsiaalini. Lisaks on difusioon bioloogiliste süsteemide oluline mõiste. Taimed ja loomad absorbeerivad ja jaotavad difusiooni teel suurema osa toitainetest, gaasidest ja veest. Näiteks raku sees on hapnikusisaldus madalam kui vere kapillaarides ja süsinikdioksiidi kontsentratsioon on suurem kui vere kapillaarides. Seetõttu kandub difusiooni teel hapnik vere kapillaaridest rakku ja süsihappegaas väljub rakust.

Mis vahe on Browniani liikumisel ja difusioonil??

Pruunide liikumine on vedelikus mikroskoopiliste osakeste püsiv juhuslik liikumine ümbritseva keskkonna molekulide pideva pommitamise tagajärjel. Difusioon on aine liikumine kõrge kontsentratsiooniga alalt madala kontsentratsiooniga alale. Seetõttu on Browni liikumise ja difusiooni põhiline erinevus selles, et Browni liikumises ei ole osakesele kindlat liikumissuunda, difusioonil aga liiguvad osakesed kõrgelt kontsentratsioonilt madalale. Kuid osakeste liikumine on mõlemas stsenaariumis juhuslik.

Veel üks oluline erinevus Browniani liikumise ja difusiooni vahel on see, et difusioon toimub vastavalt kontsentratsioonile või potentsiaalsele keemilisele gradiendile. Kuid Browni liikumist sellised tegurid ei reguleeri. Osakese Browniani liikumine toimub vastavalt keskkonnas olevate teiste osakeste liikumisele.

Allpool infograafik pakub lisateavet Browniani liikumise ja difusiooni erinevuse kohta.

Kokkuvõte - Brownian Motion vs difusioon

Kokkuvõtlikult võib öelda, et peamiseks erinevuseks Browni liikumise ja difusiooni vahel on see, et Browni liikumises ei ole osakesel kindlat liikumissuunda, difusioonil aga liiguvad osakesed kõrgelt kontsentratsioonilt madalale. Kuid osakeste liikumine on mõlemas stsenaariumis juhuslik.

Viide:

1. Alfred Rudin, Phillip Choi, filmis „Polümeeriteaduse ja -tehnoloogia elemendid“ (kolmas väljaanne), 2013.
2. Helmenstine, doktorikraad Anne Marie "Sissejuhatus Brownian Motioni." ThoughtCo, 5. jaanuar 2019. Saadaval siin  

Pilt viisakalt:

1. "Brownian motion 1" Kayau poolt - Oma töö, (CC BY 3.0) Commonsi Wikimedia kaudu  
2. “Diffusion.en” autor: Quasar Jarosz (üldkasutatav) Commonsi Wikimedia kaudu