La diffusion est le processus par lequel des atomes ou des molécules se déplacent d'une région de forte concentration vers une zone de faible concentration. Dans la plupart des cas, la diffusion se produit dans les gaz et les liquides. Au cours de la diffusion, le mouvement de la matière continue jusqu'à ce qu'il y ait une distribution uniforme. Le schéma de déplacement dépend du gradient de concentration des fluides ou des gaz impliqués. Le terme diffusion vient d'un mot latin "diffundere" qui signifie "étaler". Outre la diffusion, le transport actif et l'osmose sont d'autres moyens par lesquels les substances se déplacent d'une région à l'autre. Le concept de diffusion touche de nombreuses disciplines telles que la biologie, la physique, la finance, l'économie, la sociologie et la chimie.
Fausse diffusion
La fausse diffusion fait référence à l’erreur qui se produit lorsque l’on utilise la formule de différenciation au vent des cas multidimensionnels de convection-diffusion. L'erreur est absente lorsque le flux de propriété est parallèle à chaque grand axe.
Le processus de diffusion
La diffusion se fait de deux manières: l’approche phénoménologique et le point de vue atomistique. Selon l'approche phénoménologique, la diffusion se produit lorsqu'une substance se déplace d'une région hautement concentrée vers une région peu concentrée, basée sur la loi de diffusion de Fick. Au contraire, la vue atomistique comprend la diffusion à la suite d’une marche aléatoire de particules dans une substance. Deux chercheurs, Robert Brown et Albert Einstein, ont conçu ce point de vue. Brown est responsable de la théorie de la marche aléatoire, qu'il a conçue dans 1827, tandis qu'Einstein a conçu les propriétés atomistiques de la diffusion et la théorie du mouvement brownien.
Facteurs affectant la diffusion
Quatre facteurs principaux affectent la diffusion des fluides. L'un est le gradient de concentration. Des gradients de concentration plus élevés conduiront à des taux de diffusion plus élevés et vice versa. Deuxièmement, la température affecte également la diffusion, car elle influence la propriété cinétique de la matière. Lorsque les températures sont élevées, la vitesse des particules en mouvement augmente, ce qui accélère la diffusion. Troisièmement, la diffusion dépend de la densité d'un gaz ou d'un liquide. Lorsque la substance diffusante a une densité inférieure, elle devient plus légère et peut diffuser plus rapidement. La densité est également légèrement influencée par la taille des particules.
Exemples de diffusion
Un exemple de diffusion est observé dans des expériences de laboratoire. Chaque fois que le sulfure d'hydrogène est utilisé, il produit une odeur piquante. Avec le temps, tout le monde dans le laboratoire peut sentir le gaz. Cette odeur est la preuve de la diffusion du gaz dans la pièce. Le gaz diffusera lentement dans le laboratoire jusqu'à ce qu'il atteigne un état d'équilibre. Un autre exemple commun est le colorant alimentaire utilisé dans la cuisine. Lorsque le colorant alimentaire est mélangé à l'eau puis ajouté aux aliments, il se répand de manière homogène dans les aliments. Enfin, lorsque l'on vaporise du parfum dans une pièce, elle se répand dans toute la pièce, ce qui permet de sentir le parfum de n'importe où dans la pièce. La diffusion du parfum est un exemple de diffusion du gaz dans l'atmosphère. En sociologie, un exemple de diffusion est le concept de diffusion culturelle, qui prétend que la culture d’un groupe ethnique ou d’une race peut rapidement s’étendre à un autre.
