Difusión (física)
Es inducido por la temperatura y el gradiente de concentración.
La difusión es un proceso que no requiere aporte energético, generalmente ocurre en gases y líquidos, presenta una forma de intercambio celular en el que partículas materiales se introducen en un medio en el que inicialmente estaban ausentes, aumentando la entropía (desorden molecular) del sistema.
En primer lugar, hay un proceso de "flujo a granel".
Los pulmones están situados en la cavidad torácica, que se expande como primer paso de la respiración externa.
En tercer lugar, existe otro proceso de "flujo a granel".
La acción de bombeo del corazón transporta la sangre por todo el cuerpo.
El paseo aleatorio de pequeñas partículas en suspensión en un fluido fue descubierto en 1827 por Robert Brown, quien encontró que partículas diminutas suspendidas en un medio líquido y lo suficientemente grandes como para ser visibles bajo un microscopio óptico exhiben un movimiento rápido y continuamente irregular de partículas conocido como movimiento browniano.
La teoría del movimiento browniano y los antecedentes atomísticos de la difusión fueron desarrollados por Albert Einstein.
En tales condiciones, la difusividad es similar a la de un espacio no confinado y es proporcional al camino libre medio.
Bajo esta condición, la colisión con las paredes del poro se hace gradualmente más probable y la difusividad es menor.
Bajo esta condición, la difusividad es mucho menor comparada con la difusión molecular y pequeñas diferencias en el diámetro cinético de la molécula causan grandes diferencias en la difusividad.
Los biólogos suelen utilizar los términos "movimiento neto" o "difusión neta" para describir el movimiento de iones o moléculas por difusión.
Por ejemplo, Plinio el Viejo había descrito previamente el proceso de cementación, que produce acero a partir del elemento hierro (Fe) a través de la difusión del carbono.
En la ciencia moderna, el primer estudio experimental sistemático de la difusión fue realizado por Thomas Graham.
Afirmó una analogía profunda entre la difusión y la conducción del calor o la electricidad, creando un formalismo similar a la Ley de Fourier para la conducción del calor (1822) y la Ley de Ohm para la corriente eléctrica (1827).
Sin embargo, la difusión en sólidos no se estudió sistemáticamente hasta la segunda parte del siglo XIX.
William Chandler Roberts-Austen, el conocido metalúrgico británico y antiguo ayudante de Thomas Graham estudió sistemáticamente la difusión en estado sólido sobre el ejemplo del oro en el plomo en 1896:[8] «[...] Mi larga conexión con las investigaciones de Graham hizo que fuera casi un deber intentar extender su trabajo sobre la difusión de líquidos a los metales.» En 1858, Rudolf Clausius introdujo el concepto de camino libre medio.
En la actualidad, se reconoce universalmente que los defectos atómicos son necesarios para mediar en la difusión en los cristales.
Una molécula o ion con energía cinética (explicar) colisiona con otras moléculas e iones, y cada colisión altera la energía cinética y el momento de ambas partículas.
Sin embargo, si hay una región en la que la mayoría de las partículas son de un tipo en un momento dado, tienden a dispersarse hasta distribuirse uniformemente.
Un átomo deja su sitio de red para llenar una vacante cercana (por tanto, creando una nueva vacante en el sitio de la red original).
A medida que la difusión continúa, se tienen contra flujos de átomos vacancias, a lo que se llama difusión por vacantes.
Cuando está presente en la estructura cristalina un átomo o ion intersticial pequeño, el átomo o ion se mueve de un sitio intersticial a otro.
La velocidad a la que los átomos, iones, partículas u otras especies se difunden en un material puede medirse por medio del flujo J. Aquí se trata principalmente con la difusión de iones o átomos.
es una concentración constante de los átomos que se están difundiendo en la superficie del material,
es la concentración uniforme inicial de los átomos que se están difundiendo en el material y
es la concentración del átomo que se está difundiendo en la localización
