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Quando bruci qualcosa sul fornello, la cucina avrà un odore di fumo. Pochi minuti dopo, però, tutto il tuo posto sentirà l'odore del cibo bruciato. Questo perché gli atomi del cibo bruciato si diffondono in tutta la casa. La diffusione è il processo mediante il quale gli atomi di un materiale vengono trasferiti in un altro materiale attraverso un movimento atomico casuale. Nella diffusione, gli atomi tendono a diffondersi uniformemente, come quando il fumo si sposta dall'alta concentrazione in cucina a una concentrazione più bassa in tutta la casa. La velocità di diffusione dipende da diversi fattori.
Temperatura
Di tutti i fattori che influenzano la velocità di diffusione, la temperatura è la più importante. La temperatura ha il maggiore effetto sui tassi di diffusione ed è il più semplice dei fattori da modificare. L'aumento della temperatura aumenta la velocità di diffusione aggiungendo energia a ciascuna particella. Questo perché le particelle con più energia rimbalzano l'una contro l'altra più frequentemente e si diffondono uniformemente attraverso il volume del materiale. Allo stesso modo, abbassando la temperatura si abbasserà la velocità di diffusione abbassando l'energia di ciascuna particella.
Differenza di concentrazione
Il tasso di diffusione dipende dalla differenza tra le concentrazioni attraverso il materiale ospite, con differenze di concentrazione più elevate con conseguenti tassi di diffusione più elevati. Ad esempio, la diffusione attraverso una parete sottile o una membrana si verificherà rapidamente se vi è un'alta concentrazione del gas su un lato e nessun gas sull'altro lato del muro. Se c'è già una quantità quasi uguale di gas su entrambi i lati, la diffusione sarà molto più lenta.
Distanza di diffusione
La velocità di diffusione è inversamente proporzionale alla distanza attraverso la quale il materiale si sta diffondendo. In altre parole, distanze più piccole producono velocità di diffusione più elevate e distanze più grandi producono velocità di diffusione più lente. Ciò ha senso, poiché un gas si diffonde attraverso una parete sottile molto più velocemente di quanto si diffonderebbe attraverso una parete spessa.
Diffondere e materiali host
La velocità di diffusione dipende anche sia dal materiale che si sta diffondendo sia dal materiale attraverso cui si sta diffondendo. Ad una certa temperatura, tutte le particelle hanno la stessa energia media. Ciò significa che atomi più leggeri, come idrogeno, carbonio, ossigeno e azoto viaggiano più velocemente e sono più mobili di atomi più grandi come rame o ferro. I materiali realizzati con questi atomi più leggeri si diffondono più velocemente dei materiali più pesanti.