Tartalom
A tinta a vízben és a festékmolekulák véletlenszerű mozgása miatt diffundál a vízben. Nagyobb méretben nem látjuk, hogy az egyes molekulák mozognak. Ehelyett látjuk, hogy a tinta mennyire sötét az oldat különböző pontjain, ami valójában jelzi annak koncentrációját. Láthatja, hogy a tinta a nagyobb koncentrációjú területektől az alacsonyabb koncentrációjú területektől mozog, és ennek a mozgásnak a mértéke arányos a tinta diffúziós együtthatójával a vízben.
Véletlenszerű mozgások
A hőmérséklet a molekulák véletlenszerű mozgásainak mértéke. Mivel a vízmolekulák véletlenszerűen mozognak a festékkel keverve, és beleütköznek a festékmolekulákba, és így véletlenszerűen is mozognak. Azokban a helyeken, ahol több tintamolekula van, több ütközés van a vízmolekulákkal, amelyek a tintamolekulákat más helyekre ütköztetik. Ennek eredményeként átlagosan a tintamolekulák a nagyobb molekulájú (magasabb koncentrációjú) területekről a kevesebb molekulájú (alacsonyabb koncentrációjú) területekre mozognak.
Diffúziós együttható
Minél magasabb a víz hőmérséklete, annál gyorsabban mozognak a molekulák. Ez több és nehezebb ütközést eredményez. Következésképpen a diffúziós együttható arányos a hőmérséklettel. Az, hogy az egyes tintamolekulák milyen távolságra mozognak egy ütközés után, az átmérőjétől függ, mivel a nagyobb molekulák jobban lelassulnak a súrlódástól, mint a kisebb molekulák. A folyadék belső súrlódását viszkozitásnak nevezzük. Így a diffúziós együttható fordítottan arányos mind a molekulák átmérőjével, mind a folyadék viszkozitásával.
Entrópia és diffúzió
A termodinamika második törvénye szerint az entrópia inkább növekszik. Az entrópia azt mutatja, hogy rendezetlen, szétszórt vagy véletlenszerűen elrendezett dolgok vannak. Ahogy a tinta diffundál a koncentrált csepptől, a molekulák jobban eloszlanak és véletlenszerűen oszlanak el. Amint a tinta diffundál, a rendszer entrópiája növekszik.