Sự khác biệt giữa chuyển động Brown và khuếch tán

Các sự khác biệt chính giữa chuyển động Brown và khuếch tán là trong chuyển động Brown, một hạt không có hướng cụ thể để di chuyển trong khi đó, trong quá trình khuếch tán, các hạt sẽ di chuyển từ nồng độ cao đến nồng độ thấp.

Chuyển động và khuếch tán Brown là hai khái niệm liên quan đến sự chuyển động của các hạt. Sự tồn tại của hai khái niệm này chứng minh rằng vật chất bao gồm các hạt nhỏ hơn, chúng ta có thể tách rời nhau. Nó cũng chứng minh rằng có đủ không gian trống giữa các nguyên tử hoặc phân tử trong một chất (rắn, khí hoặc chất lỏng) cho phép các hạt khác đi qua chúng.

NỘI DUNG

1. Tổng quan và sự khác biệt chính
2. Chuyển động Brown là gì
3. Khuếch tán là gì
4. So sánh cạnh nhau - Chuyển động Brownian và khuếch tán ở dạng bảng
5. Tóm tắt

Chuyển động Brown là gì?

Nhà thực vật học Robert Brown đã trình bày khái niệm về chuyển động Brown vào năm 1827. Ông quan sát các hạt phấn hoa trong nước dưới kính hiển vi và thấy rằng các hạt phấn hoa đang di chuyển ở đây và ở đó (chuyển động ngẫu nhiên) trong nước. Ông đặt tên cho phong trào này là chuyển động Brown. Tuy nhiên, Einstein là người giải thích cho phong trào này.

Theo giải thích của Einstein, ông mô tả một số tính chất của các nguyên tử. Mặc dù họ tin rằng sự tồn tại của các nguyên tử tại thời điểm đó; không có bằng chứng cho nó. Chuyển động Brown là một bằng chứng cho sự tồn tại của các nguyên tử. Mọi vấn đề xung quanh chúng ta bao gồm các nguyên tử. Do đó, ngay cả các hạt phấn hoa và nước có chứa các nguyên tử. Hơn nữa, Einstein mô tả rằng sự chuyển động của hạt phấn hoa là do sự va chạm của nó với các phân tử nước mà chúng ta không thể nhìn thấy. Khi các phân tử nước chạm vào hạt phấn, nó bật ra và chúng ta có thể nhìn thấy nó dưới kính hiển vi. Vì chúng ta không thể nhìn thấy các phân tử nước; chúng ta có xu hướng nghĩ rằng các hạt phấn hoa đang tự di chuyển, điều này không phải vậy.

Hình 01: Sơ đồ hiển thị Chuyển động Brown

Hơn nữa, bằng cách nghiên cứu chuyển động Brown, chúng ta có thể dự đoán một số tính chất của các phân tử nước như tốc độ di chuyển của chúng. Tương tự, các hạt trong không khí cũng cho thấy chuyển động Brown. Ví dụ, một hạt bụi trong không khí di chuyển ngẫu nhiên do va chạm với các phân tử khí.

Khuếch tán là gì?

Khuếch tán là sự di chuyển của các hạt từ nồng độ cao hơn đến nồng độ thấp hơn. Nói cách khác, đó là sự di chuyển của các hạt từ các khu vực có tiềm năng hóa học cao hơn, đến các khu vực có tiềm năng hóa học ít hơn. Do đó, khái niệm này tương tự như sự truyền nhiệt từ vật nóng sang vật lạnh hơn.

Hình 02: Khuếch tán qua màng bán thấm

Hơn nữa, thẩm thấu là một loại khuếch tán mô tả sự chuyển động của nước. Khi nước di chuyển từ tế bào này sang tế bào khác, nó chảy theo độ dốc tiềm năng nước từ tiềm năng nước cao đến tiềm năng nước thấp. Hơn nữa, khuếch tán là một khái niệm quan trọng trong các hệ thống sinh học. Thực vật và động vật hấp thụ và phân phối hầu hết các chất dinh dưỡng, khí và nước thông qua khuếch tán. Ví dụ, bên trong một tế bào, hàm lượng oxy thấp hơn trong mao mạch máu và nồng độ carbon dioxide cao hơn trong mao mạch máu. Do đó, bằng cách khuếch tán oxy chuyển vào một tế bào từ các mao mạch máu và carbon dioxide đi ra khỏi tế bào.

Sự khác biệt giữa chuyển động và khuếch tán của Brown là gì?

Chuyển động Brown là sự chuyển động ngẫu nhiên, thất thường của các hạt siêu nhỏ trong chất lỏng, là kết quả của sự bắn phá liên tục từ các phân tử của môi trường xung quanh. Trong khi đó, khuếch tán là sự di chuyển của một chất từ ​​khu vực có nồng độ cao đến khu vực có nồng độ thấp. Do đó, sự khác biệt chính giữa chuyển động và khuếch tán của Brown là trong chuyển động Brown, một hạt không có hướng cụ thể để di chuyển trong khi khuếch tán các hạt sẽ di chuyển từ nồng độ cao đến nồng độ thấp. Tuy nhiên, chuyển động của hạt là ngẫu nhiên trong cả hai kịch bản.

Hơn nữa, một sự khác biệt đáng kể khác giữa chuyển động và khuếch tán của Brown là sự khuếch tán diễn ra theo nồng độ hoặc độ dốc hóa học tiềm năng. Nhưng, chuyển động Brown không bị chi phối bởi các yếu tố như vậy. Chuyển động Brown của một hạt xảy ra theo chuyển động của các hạt khác trong môi trường.

Dưới đây Infographic cung cấp thêm chi tiết về sự khác biệt giữa chuyển động và khuếch tán Brown.

Tóm tắt - Chuyển động Brownian và khuếch tán

Tóm lại, sự khác biệt chính giữa chuyển động và khuếch tán của Brown là trong chuyển động Brown, một hạt không có hướng cụ thể để di chuyển trong khi, trong quá trình khuếch tán, các hạt sẽ di chuyển từ nồng độ cao đến nồng độ thấp. Tuy nhiên, chuyển động của hạt là ngẫu nhiên trong cả hai kịch bản.

Tài liệu tham khảo:

1. Alfred Rudin, Phillip Choi, trong Các yếu tố của khoa học & kỹ thuật polymer (Ấn bản thứ ba), 2013.
2. Helmenstine, Anne Marie, Tiến sĩ Giới thiệu về chuyển động Brownian. Th thinkCo, ngày 5 tháng 1 năm 2019. Có sẵn tại đây  

Hình ảnh lịch sự:

1. Chuyển động Brown Brown 1 "của Kayau - Công việc riêng, (CC BY 3.0) qua Commons Wikimedia  
2. Diff Diffusion.en, bởi Quasar Jarosz (Tên miền công cộng) qua Commons Wikimedia